KR102223611B1 - Monomer preparation with over-neutralization for production of water-absorbent polymer particles - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 일반적으로, (i) 카르복시산 기 (α1)를 가진 하나 이상의 부분 중화된 모노에틸렌계 불포화 모노머와 하나 이상의 가교제 (α3)를 포함하는, 모노머 수용액을 제조하는 단계; (ii) 선택적으로, 모노머 수용액에 흡수성 폴리머 미세 입자를 첨가하는 단계; (iii) 모노머 수용액에 중합 개시제 또는 하나 이상의 구성 성분을 포함하는 중합 개시 시스템의 하나 이상의 구성 성분을 첨가하는 단계; (iv) 선택적으로, 모노머 수용액의 산소 함량을 낮추는 단계; (v) 모노머 수용액을 중합 반응기에 충진하는 단계; (vi) 모노머를 중합하여, 폴리머 겔을 수득하는 단계; (vii) 폴리머 겔을 중합 반응기에서 배출시키고, 선택적으로 폴리머 겔을 파쇄하는 단계; (viii) 선택적으로, 파쇄된 폴리머 겔을 건조하는 단계; (ix) 건조된 폴리머 겔을 분쇄하여, 흡수성 폴리머 입자를 수득하는 단계; (x) 분쇄된 흡수성 폴리머 입자를 분급하는 단계; 및 (xi) 선택적으로, 분쇄 및 분급된 흡수성 폴리머 입자의 표면을 처리하는 단계를 포함하며, 제조 단계 (i)에서, 모노머 수용액의 제조는, i1) 아크릴산의 1차 분획을 제공하는 단계; i2) 1차 접촉 단계에서 아크릴산의 1차 분획을 하이드록사이드와 접촉시켜, 제1 아크릴레이트 상을 수득하는 단계; (i3) 2차 접촉 단계에서 제1 아크릴레이트 상을 아크릴산의 추가 분획과 접촉시켜, 모노머 용액을 수득하는 단계를 포함하는, 흡수성 폴리머 입자의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention generally comprises the steps of: (i) preparing an aqueous monomer solution comprising at least one partially neutralized monoethylenically unsaturated monomer having a carboxylic acid group (α1) and at least one crosslinking agent (α3); (ii) optionally, adding absorbent polymer microparticles to the aqueous monomer solution; (iii) adding a polymerization initiator or one or more constituents of a polymerization initiation system including one or more constituents to the aqueous monomer solution; (iv) optionally, lowering the oxygen content of the aqueous monomer solution; (v) filling an aqueous monomer solution into the polymerization reactor; (vi) polymerizing the monomer to obtain a polymer gel; (vii) discharging the polymer gel from the polymerization reactor and optionally crushing the polymer gel; (viii) optionally, drying the crushed polymer gel; (ix) pulverizing the dried polymer gel to obtain absorbent polymer particles; (x) classifying the pulverized absorbent polymer particles; And (xi) optionally, treating the surface of the pulverized and classified absorbent polymer particles, wherein in the production step (i), the preparation of the aqueous monomer solution comprises: i1) providing a first fraction of acrylic acid; i2) contacting the first fraction of acrylic acid with hydroxide in the first contacting step to obtain a first acrylate phase; (i3) It relates to a method for producing absorbent polymer particles, comprising the step of contacting the first acrylate phase with an additional fraction of acrylic acid in the second contacting step to obtain a monomer solution.

Description

흡수성 폴리머 입자를 제조하기 위한, 과-중화를 이용한 모노머 처리 방법 {MONOMER PREPARATION WITH OVER-NEUTRALIZATION FOR PRODUCTION OF WATER-ABSORBENT POLYMER PARTICLES}Monomer treatment method using over-neutralization for producing absorbent polymer particles {MONOMER PREPARATION WITH OVER-NEUTRALIZATION FOR PRODUCTION OF WATER-ABSORBENT POLYMER PARTICLES}

본 발명은 흡수성 폴리머 입자의 제조 방법, 이러한 방법에 의해 수득가능한 흡수성 폴리머 입자, 이러한 흡수성 폴리머 입자를 포함하는 복합 재료, 이러한 복합 재료의 제조 방법, 이러한 방법에 의해 수득가능한 복합 재료, 흡수성 폴리머 입자의 용도, 흡수성 폴리머 입자를 제조하기 위한 장치, 및 이러한 장치를 이용한 흡수성 폴리머 입자의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing absorbent polymer particles, absorbent polymer particles obtainable by such a method, composite materials comprising such absorbent polymer particles, methods of preparing such composite materials, composite materials obtainable by such methods, and absorbent polymer particles. It relates to a use, an apparatus for producing absorbent polymer particles, and a method for producing absorbent polymer particles using such apparatus.

고 흡수성 폴리머 (SAP: super absorbing polymer)라고도 알려져 있는 고흡수제 (superabsorber)는, 팽윤 및 하이드로겔의 형성을 통해, 수성 유체, 특히 체액, 보다 구체적으로는 뇨 또는 혈액을 다량 흡수할 수 있으며, 소정의 가압 하에도 이들 유체를 보유할 수 있는, 수 불용성의 가교된 폴리머이다. 이들 폴리머는, 고유 특성으로 인해, 예를 들어 유아용 기저귀, 요실금용 제품 또는 생리대와 같은, 위생 용품들에 주로 사용되고 있다.Superabsorber, also known as super absorbing polymer (SAP), can absorb a large amount of aqueous fluid, especially body fluid, more specifically urine or blood, through swelling and formation of a hydrogel. It is a water-insoluble crosslinked polymer that can hold these fluids even under the pressure of These polymers, due to their inherent properties, are mainly used in hygiene products, such as, for example, baby diapers, incontinence products or sanitary napkins.

고흡수제의 제조는, 일반적으로, 가교제의 존재 하에 산성 기를 가진 모노머들의 유리 라디칼 중합에 의해 수행되므로, 모노머 조성, 가교제 및 중합 조건과 중합 후 수득되는 하이드로겔의 가공 조건의 선택에 따라, 다양한 흡수 특성을 가진 폴리머들을 제조하는 것이 가능하다 (구체적인 내용은, 예를 들어, Modern Superabsorbent Polymer Technology, FL Buchholz, GT Graham, Wiley-VCH, 1998을 참조함).Since the preparation of the super absorbent is generally carried out by free radical polymerization of monomers having an acidic group in the presence of a crosslinking agent, various absorptions depending on the monomer composition, crosslinking agent, and polymerization conditions and the selection of the processing conditions of the hydrogel obtained after polymerization It is possible to prepare polymers with properties (for specifics see, for example, Modern Superabsorbent Polymer Technology, FL Buchholz, GT Graham, Wiley-VCH, 1998).

하이드로겔로도 지칭되는, 중합한 후 수득되는 폴리머 겔은, 규정된 입자 크기 분포를 가진 미립자 고흡수제를 수득하기 위해, 통상적으로, 파쇄, 건조 및 분류 과정을 거친다. 추가적인 공정 단계에서, 흡수 거동을 향상시키기 위해 이들 고흡수제 입자에 흔히 표면 가교가 수행된다. 이를 위해, 입자를, 표면 가교제 및 선택적으로 추가적인 첨가제가 함유된 수용액과 혼합하고, 가교 반응을 촉진하기 위해 이 혼합물을 열 처리한다.Polymer gels obtained after polymerization, also referred to as hydrogels, are usually subjected to crushing, drying and sorting processes to obtain a particulate superabsorbent having a defined particle size distribution. In a further process step, these superabsorbent particles are often subjected to surface crosslinking to improve their absorption behavior. To this end, the particles are mixed with an aqueous solution containing a surface crosslinking agent and optionally additional additives, and the mixture is heat treated to promote the crosslinking reaction.

산성 기를 가진 모노머는 배치 공정 또는 연속 공정으로 가교제의 존재 하에 중합시킬 수 있다. 연속식 중합 및 배치식 중합에서는, 부분적으로 중화된 아크릴산이 전형적으로 모노머로서 사용된다. 적절한 중화 방법은, 예를 들어, EP 0 372 706 A2, EP 0 574 260 A1, WO 2003/051415 A1, EP 1 470 905 A1, WO 2007/028751 A1, WO 2007/028746 A1 및 WO 2007/028747 A1에 기술되어 있다.Monomers having an acidic group can be polymerized in the presence of a crosslinking agent in a batch process or a continuous process. In continuous polymerization and batch polymerization, partially neutralized acrylic acid is typically used as the monomer. Suitable neutralization methods are, for example, EP 0 372 706 A2, EP 0 574 260 A1, WO 2003/051415 A1, EP 1 470 905 A1, WO 2007/028751 A1, WO 2007/028746 A1 and WO 2007/028747 A1 It is described in

연속 중합 공정은 일반적으로 중합 반응기에서 특수 조건 하에 수행된다. 중합 반응기는 대개 중합 벨트 반응기 (polymerization belt reactor)이다. 통상적인 중합 벨트 반응기는 중합 공정 중에 산성 기를 가진 모노머를 포함하는 모노머 수용액을 이송하도록 설계된 컨베이어 벨트를 포함한다. 이러한 컨베이어 벨트는 EP 0 955 086 B1에 개시되어 있다.The continuous polymerization process is generally carried out under special conditions in a polymerization reactor. The polymerization reactor is usually a polymerization belt reactor. A typical polymerization belt reactor includes a conveyor belt designed to convey an aqueous monomer solution containing a monomer having an acidic group during the polymerization process. Such conveyor belts are disclosed in EP 0 955 086 B1.

흡수성 폴리머 입자의 제조 방법에 있어 주된 문제점은, 특히 기저귀에 사용되는 경우, 모노머의 잔류량이 높다는 것이다. 흡수성 폴리머 입자에 남아있는 잔류 모노머는, 기저귀를 자주 사용하는 경우, 피부 자극을 유발할 수 있다.The main problem with the method for producing absorbent polymer particles is that the residual amount of the monomer is high, especially when used in diapers. Residual monomers remaining in the absorbent polymer particles can cause skin irritation if diapers are frequently used.

일반적으로, 본 발명의 과제는 흡수성 폴리머 입자의 제조와 관련된 선행 기술의 문제점들을 적어도 일부 해결하는 것이다.In general, an object of the present invention is to solve at least some of the problems of the prior art related to the production of absorbent polymer particles.

본 발명의 과제는, 저감된 피부 자극 유발 성향으로 기저귀에 사용될 수 있는 흡수성 폴리머 입자의 제조 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 과제는 모노머 잔류량이 낮은 흡수성 폴리머 입자를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 과제는 모노머 잔류량이 낮은 흡수성 폴리머 입자를 제조하는데 적합한 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method for producing absorbent polymer particles that can be used in diapers with a reduced tendency to induce skin irritation. Another object of the present invention is to provide water absorbent polymer particles with a low residual amount of monomers. In addition, an object of the present invention is to provide an apparatus suitable for producing absorbent polymer particles having a low residual amount of monomers.

본 발명의 또 다른 과제는 상기한 한가지 이상의 이점을 가진 방법에 의해 제조된 것으로서 품질이 저하되지 않은 흡수성 폴리머 입자를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 과제는 전술한 한가지 이상의 이점을 가진 방법에 의해 제조되는 흡수성 폴리머 입자를 포함하는 것으로서 품질이 저하되지 않은 복합 재료를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 과제는 전술한 한가지 이상의 이점을 가진 방법을 통해 흡수성 폴리머 입자를 제조하기 위한 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide water absorbent polymer particles that are produced by a method having one or more of the above-described advantages and are not deteriorated in quality. Another object of the present invention is to provide a composite material containing absorbent polymer particles produced by a method having one or more of the above-described advantages and does not deteriorate in quality. Another object of the present invention is to provide an apparatus for producing absorbent polymer particles through a method having one or more of the advantages described above.

전술한 과제들 중 한가지 이상의 해법은 독립항으로 제시된다. 종속항들은 본 발명에 대한 바람직한 구현예를 제시하며, 또한 전술한 과제들 중 한가지 이상을 해결하기 위해 제시된다.A solution to one or more of the aforementioned tasks is presented as an independent claim. The dependent claims present preferred embodiments of the present invention, and are also presented to solve one or more of the aforementioned problems.

흡수성 폴리머 입자의 제조 방법은,The method for producing water absorbent polymer particles,

(i) 카르복시산 기 (α1)를 가진 하나 이상의 부분 중화된 모노에틸렌계 불포화 모노머 (at least one partially neutralized, monoethylenically unsaturated monomer bearing carboxylic acid group) ; 및 하나 이상의 가교제 (α3)를 포함하는, 모노머 수용액을 제조하는 단계;(i) at least one partially neutralized, monoethylenically unsaturated monomer bearing carboxylic acid group; And preparing an aqueous monomer solution comprising at least one crosslinking agent (α3);

(ii) 선택적으로, 모노머 수용액에 흡수성 폴리머 미세 입자를 첨가하는 단계;(ii) optionally, adding absorbent polymer microparticles to the aqueous monomer solution;

(iii) 모노머 수용액에 중합 개시제 또는 2개 이상의 구성 성분들을 포함하는 중합 개시 시스템의 하나 이상의 구성 성분을 첨가하는 단계;(iii) adding a polymerization initiator or one or more constituents of a polymerization initiation system comprising two or more constituents to the aqueous monomer solution;

(iv) 선택적으로, 모노머 수용액의 산소 함량을 낮추는 단계;(iv) optionally, lowering the oxygen content of the aqueous monomer solution;

(v) 모노머 수용액을 중합 반응기 (400)에 충진하는 단계;(v) filling an aqueous monomer solution into the polymerization reactor 400;

(vi) 중합 반응기 (400)의 모노머 수용액 중에서 모노머를 중합하여, 폴리머 겔을 수득하는 단계;(vi) polymerizing a monomer in an aqueous monomer solution of the polymerization reactor 400 to obtain a polymer gel;

(vii) 폴리머 겔을 중합 반응기 (400)로부터 배출시키고, 선택적으로 폴리머 겔을 파쇄 (comminuting)하는 단계;(vii) discharging the polymer gel from the polymerization reactor 400 and optionally comminuting the polymer gel;

(viii) 선택적으로 파쇄된 폴리머 겔을 건조하는 단계;(viii) optionally drying the crushed polymer gel;

(ix) 건조된 폴리머 겔을 분쇄 (grinding)하여, 흡수성 폴리머 입자를 수득하는 단계;(ix) grinding the dried polymer gel to obtain absorbent polymer particles;

(x) 분쇄된 흡수성 폴리머 입자를 분급 (sizing)하는 단계; 및(x) sizing the pulverized absorbent polymer particles; And

(xi) 선택적으로, 분쇄 및 분급된 흡수성 폴리머 입자의 표면을 처리하는 단계를 포함하며,(xi) optionally, treating the surface of the pulverized and classified absorbent polymer particles,

상기 단계 (i)에서, 모노머 수용액의 제조 단계는 하기 단계:In step (i), the step of preparing an aqueous monomer solution is the following steps:

i1) 아크릴산의 1차 분획 (portion)을 제공하는 단계;i1) providing a first fraction of acrylic acid;

i2) 1차 접촉 단계에서 아크릴산의 1차 분획을 하이드록사이드와 접촉시켜, 제1 아크릴레이트 상 (first acrylate phase)을 수득하는 단계로서,i2) contacting a first fraction of acrylic acid with hydroxide in the first contacting step to obtain a first acrylate phase,

제1 아크릴레이트 상이 pH가 10 이상이고,The first acrylate phase has a pH of 10 or more,

제1 아크릴레이트 상이 0.95 이상의 중화도 (degree of neutralization)를 가지는, 단계;The first acrylate phase having a degree of neutralization of 0.95 or higher;

i3) 2차 접촉 단계에서 제1 아크릴레이트 상을 아크릴산의 추가 분획과 접촉시켜, 모노머 용액을 수득하는 단계로서,i3) contacting the first acrylate phase with an additional fraction of acrylic acid in the second contacting step to obtain a monomer solution,

아크릴산의 추가 분획은 수분 함량이 제1 아크릴레이트 상의 수분 함량 보다 적으며,The additional fraction of acrylic acid has a moisture content less than that of the first acrylate phase,

모노머 용액은 pH가 제1 아크릴레이트 상의 pH 보다 낮고,The monomer solution has a pH lower than the pH of the first acrylate phase,

모노머 용액은 0.5 - 0.9 범위의 중화도를 가지며,The monomer solution has a degree of neutralization in the range of 0.5-0.9,

모노머 수용액의 아크릴레이트와 아크릴산의 함량이 모노머 수용액의 총 양을 기준으로 30 - 50 중량% 범위인, 단계를 더 포함한다.The amount of acrylate and acrylic acid in the aqueous monomer solution is in the range of 30-50% by weight based on the total amount of the aqueous monomer solution.

제조 스트림에서 흡수성 폴리머 입자를 제조하기 위한 장치는, 하기 a) 내지 m)을 포함한다:An apparatus for producing absorbent polymer particles in a production stream comprises the following a) to m):

a) 아크릴산을 수용하도록 설계된, 제1 용기 (501);a) a first container 501, designed to contain acrylic acid;

b) 금속 수산화물을 수용하도록 설계된, 제2 용기(502);b) a second vessel 502, designed to contain a metal hydroxide;

c) 냉각 장치 (503):c) cooling system 503:

상기 냉각 장치 (503)는,The cooling device 503,

i) 제2 용기 (502)의 하류에 위치하며i) located downstream of the second vessel 502 and

ii) 금속 수산화물을 냉각시키도록 설계되어 있음;ii) designed to cool metal hydroxides;

d) 제1 혼합 장치 (504):d) first mixing device 504:

상기 제1 혼합 장치 (504)는The first mixing device 504 is

i) 제1 용기 (501)와 냉각 장치 (503)의 하류에 위치하며,i) located downstream of the first container 501 and the cooling device 503,

ii) 냉각기와 프로펠러형 혼합 수단 (propelled mixing mean)을 구비함;ii) equipped with a cooler and propelled mixing mean;

e) 제3 용기 (505):e) third container 505:

상기 제3 용기 (505)는The third container 505 is

i) 제1 혼합 장치 (504)의 하류에 위치하며,i) located downstream of the first mixing device 504,

ii) 카르복시산 기 (α1)를 가진 부분 중화된 모노에틸렌계 불포화 모노머를 하나 이상 포함하는, 모노머 수용액을 수용하도록 설계됨;ii) designed to contain an aqueous monomer solution comprising at least one partially neutralized monoethylenically unsaturated monomer having a carboxylic acid group (α1);

f) 하나 이상의 가교제 (α3)를 수용하도록 설계된, 제4 용기 (506);f) a fourth container 506, designed to contain one or more crosslinking agents (α3);

g) 제2 혼합 장치 (507):g) second mixing device 507:

상기 제2 혼합 장치 (507)는The second mixing device 507 is

i) 제3 용기 (505)와 제4 용기 (506)의 하류에 위치하며,i) located downstream of the third container 505 and the fourth container 506,

ii) 모노머 용액을 하나 이상의 가교제 (α3)와 혼합하도록 설계됨;ii) designed to mix the monomer solution with one or more crosslinking agents (α3);

h) 중합 벨트 반응기 (400):h) polymerization belt reactor 400:

상기 중합 벨트 반응기 (400)는The polymerization belt reactor 400 is

i) 제2 혼합 장치 (507)의 하류에 위치하며,i) located downstream of the second mixing device 507,

ii) 모노머 수용액 중에 모노머를 중합하는 동안에 모노머 수용액과 하나 이상의 가교제 (α3)를 수용하여, 폴리머 겔을 수득하도록 설계됨;ii) designed to receive the aqueous monomer solution and at least one crosslinking agent (α3) during polymerization of the monomer in the aqueous monomer solution to obtain a polymer gel;

j) 파쇄 장치 (508):j) crushing device 508:

상기 파쇄 장치 (508)는The crushing device 508

i) 중합 벨트 반응기 (400)의 하류에 위치하며,i) located downstream of the polymerization belt reactor 400,

ii) 폴리머 겔을 파쇄하도록 설계됨;ii) designed to break polymer gels;

k) 벨트 건조기 (509):k) belt dryer 509:

상기 벨트 건조기 (509)는The belt dryer 509 is

i) 파쇄 장치 (508)의 하류에 위치하며,i) located downstream of the crushing device 508,

ii) 폴리머 겔을 건조하도록 설계됨;ii) designed to dry polymer gels;

l) 분쇄 장치 (510):l) Crushing device 510:

상기 분쇄 장치 (510)는The crushing device 510 is

i) 벨트 건조기 (509)의 하류에 위치하며,i) located downstream of the belt dryer 509,

ii) 건조된 폴리머 겔을 분쇄하여, 흡수성 폴리머 입자를 수득하도록 설계됨;ii) designed to pulverize the dried polymer gel to obtain absorbent polymer particles;

m) 분급 장치 (511):m) Classification device (511):

상기 분급 장치 (511)는The classification device 511 is

i) 분쇄 장치 (510)의 하류에 위치하며,i) located downstream of the grinding device 510,

ii) 분쇄된 흡수성 폴리머 입자를 분급하도록 설계됨.ii) Designed to classify pulverized absorbent polymer particles.

본 발명에 따르면, 기저귀에 사용가능하며, 피부 자극을 유발하는 경향이 적고, 모노머 잔류량이 낮은, 흡수성 폴리머 입자와 이러한 흡수성 폴리머 입자를 포함하는 복합 재료가 제공된다. 또한, 모노머 잔류량이 낮은 흡수성 폴리머의 제조에 적합한 장치가 제공된다.According to the present invention, there is provided an absorbent polymer particle and a composite material comprising the absorbent polymer particle, which is usable in a diaper, has a low tendency to cause skin irritation and has a low monomer residual amount. In addition, there is provided an apparatus suitable for producing an absorbent polymer having a low residual amount of monomer.

도 1은 본 발명에 따른 방법의 제조 단계들을 나타낸 순서도이고;
도 2는 본 발명에 따른 다른 방법의 제조 단계들을 나타낸 순서도이고;
도 3은 본 발명에 따른 다른 방법의 제조 단계들을 나타낸 순서도이고;
도 4는 본 발명에 따른 중합 벨트 반응기의 기본적인 설정에 대한 개략도이고;
도 5는 본 발명에 따른 흡수성 폴리머 입자의 제조 장치에 대한 블록도이다.
1 is a flow chart showing the manufacturing steps of the method according to the invention;
2 is a flow chart showing the manufacturing steps of another method according to the present invention;
3 is a flow chart showing the manufacturing steps of another method according to the present invention;
4 is a schematic diagram of a basic setup of a polymerization belt reactor according to the present invention;
5 is a block diagram of an apparatus for producing absorbent polymer particles according to the present invention.

본 발명의 한가지 이상의 과제는 하기 제조 단계를 포함하는 흡수성 폴리머 입자의 제조 방법 (100)에 의해 달성되며:One or more objects of the present invention are achieved by a method 100 for producing absorbent polymer particles comprising the following manufacturing steps:

(i) 카르복시산 기 (α1)를 가진 부분 중화된 모노에틸렌계 불포화 모노머 하나 이상과 하나 이상의 가교제 (α3)를 포함하는, 모노머 수용액을 제조하는 단계;(i) preparing an aqueous monomer solution comprising at least one partially neutralized monoethylenically unsaturated monomer having a carboxylic acid group (α1) and at least one crosslinking agent (α3);

(ii) 선택적으로, 모노머 수용액에 흡수성 폴리머 미세 입자를 첨가하는 단계;(ii) optionally, adding absorbent polymer microparticles to the aqueous monomer solution;

(iii) 모노머 수용액에 중합 개시제 또는 2 이상의 구성 성분들을 포함하는 중합 개시 시스템의 하나 이상의 구성 성분을 첨가하는 단계;(iii) adding a polymerization initiator or one or more constituents of a polymerization initiation system comprising two or more constituents to the aqueous monomer solution;

(iv) 선택적으로, 모노머 수용액의 산소 함량을 낮추는 단계;(iv) optionally, lowering the oxygen content of the aqueous monomer solution;

(v) 모노머 수용액을 중합 반응기 (400)에 충진하는 단계;(v) filling an aqueous monomer solution into the polymerization reactor 400;

(vi) 중합 반응기 (400)의 모노머 수용액 중에서 모노머를 중합하여, 폴리머 겔을 수득하는 단계;(vi) polymerizing a monomer in an aqueous monomer solution of the polymerization reactor 400 to obtain a polymer gel;

(vii) 폴리머 겔을 중합 반응기 (400)로부터 배출시키고, 선택적으로 폴리머 겔을 파쇄하는 단계;(vii) discharging the polymer gel from the polymerization reactor 400 and optionally crushing the polymer gel;

(viii) 선택적으로, 파쇄된 폴리머 겔을 건조하는 단계;(viii) optionally, drying the crushed polymer gel;

(ix) 건조된 폴리머 겔을 분쇄하여, 흡수성 폴리머 입자를 수득하는 단계;(ix) pulverizing the dried polymer gel to obtain absorbent polymer particles;

(x) 분쇄된 흡수성 폴리머 입자를 분급하는 단계; 및(x) classifying the pulverized absorbent polymer particles; And

(xi) 선택적으로, 분쇄 및 분급된 흡수성 폴리머 입자의 표면을 처리하는 단계;(xi) optionally, treating the surface of the pulverized and classified absorbent polymer particles;

상기 제조 단계 (i)에서, 모노머 수용액의 제조 단계는 하기 단계를 더 포함한다:In the preparation step (i), the preparation of the aqueous monomer solution further includes the following steps:

(i1) 아크릴산의 1차 분획을 제공하는 단계;(i1) providing a first fraction of acrylic acid;

(i2) 1차 접촉 단계에서 아크릴산의 1차 분획을 하이드록사이드와 접촉시켜, 제1 아크릴레이트 상을 수득하는 단계로서,(i2) contacting a first fraction of acrylic acid with hydroxide in the first contacting step to obtain a first acrylate phase,

제1 아크릴레이트 상이 pH가 10 이상이고,The first acrylate phase has a pH of 10 or more,

제1 아크릴레이트 상이 0.95 이상, 바람직하게는 0.98 이상, 더 바람직하게는 0.99 이상의 중화도를 가지는, 단계;The first acrylate phase has a degree of neutralization of at least 0.95, preferably at least 0.98, more preferably at least 0.99;

(i3) 2차 접촉 단계에서 제1 아크릴레이트 상을 아크릴산의 추가 분획과 접촉시켜, 모노머 용액을 수득하는 단계로서, (i3) contacting the first acrylate phase with an additional fraction of acrylic acid in the second contacting step to obtain a monomer solution,

아크릴산의 추가 분획은 수분 함량이 제1 아크릴레이트 상의 수분 함량 보다 적으며,The additional fraction of acrylic acid has a moisture content less than that of the first acrylate phase,

모노머 용액은 pH가 제1 아크릴레이트 상의 pH 보다 낮고,The monomer solution has a pH lower than the pH of the first acrylate phase,

모노머 용액은 0.5 - 0.9 범위, 바람직하게는 0.6 - 0.85 범위, 더 바람직하게는 0.65 - 0.8 범위의 중화도를 가지며,The monomer solution has a degree of neutralization in the range of 0.5-0.9, preferably in the range of 0.6-0.85, more preferably in the range of 0.65-0.8,

모노머 수용액의 아크릴레이트와 아크릴산의 함량이 모노머 수용액의 총 양에 대해 30 - 50 중량% 범위, 바람직하게는 35 - 45 중량% 범위인, 단계.A step wherein the content of acrylate and acrylic acid in the aqueous monomer solution is in the range of 30-50% by weight, preferably in the range of 35-45% by weight with respect to the total amount of the aqueous monomer solution.

본원에서, 본 발명에 따른 제조 방법의 후속 단계들은 동시에 수행되거나 또는 시간적으로 중복될 수 있거나, 또는 이 둘다일 수 있다. 이는, 특히 단계 (i) - (iv)에 해당되며, 보다 구체적으로는 단계 (iii) 및 단계 (iv)에 해당된다. 본원 전체에서 중화도는 아크릴산 몰에 대한 수산화물의 몰 비이다.Herein, the subsequent steps of the manufacturing method according to the present invention may be carried out simultaneously or overlapped in time, or both. This corresponds in particular to steps (i)-(iv), and more specifically to steps (iii) and (iv). Throughout this application, the degree of neutralization is the mole ratio of hydroxide to moles of acrylic acid.

본 발명에 따른 방법은 바람직하게는 모노머 수용액이 연속적으로 공급되고 중합 반응기로 연속적으로 투입되는, 연속 공정이다. 바람직하게는, 중합 반응기는 중합 벨트 반응기이다. 바람직하게는, 모노머 수용액은 연속적으로 첨가되며, 따라서, 중합 벨트 반응기의 벨트 상으로 연속 공급된다. 수득되는 폴리머 겔은 중합 반응기로부터 연속적으로 배출되며, 선택적으로 후속적인 제조 단계에서 연이어 파쇄, 건조, 분쇄 및 분급된다. 그러나, 이러한 연속적인 공정은 예를 들어 다음과 같은 경우에는 중단될 수도 있다.The method according to the invention is preferably a continuous process in which an aqueous monomer solution is continuously supplied and continuously introduced into the polymerization reactor. Preferably, the polymerization reactor is a polymerization belt reactor. Preferably, the aqueous monomer solution is added continuously and, therefore, is continuously fed onto the belt of the polymerization belt reactor. The polymer gel obtained is continuously discharged from the polymerization reactor and optionally crushed, dried, pulverized and classified in succession in a subsequent production step. However, this continuous process may be interrupted, for example in the following cases.

- 제조 장치의 일부 부품, 컨베이어 벨트가 중합 반응기로서 사용되는 경우에는, 컨베이어 벨트의 벨트 재료 등을, 교체하기 위한 경우,-When some parts of the manufacturing equipment, when the conveyor belt is used as a polymerization reactor, when replacing the belt material of the conveyor belt, etc.,

- 제조 장치의 일부 부품, 특히 탱크 또는 파이프내 폴리머 침전물을 제거하기 위해, 세척하는 경우, 또는-When cleaning, to remove some parts of the manufacturing equipment, especially polymer deposits in tanks or pipes, or

- 다른 흡수 특징을 가진 흡수성 폴리머 입자를 제조하여야 하는 경우, 새로운 제조 단계를 개시하기 위한 경우.-When it is necessary to manufacture absorbent polymer particles with different absorption characteristics, when initiating a new manufacturing step.

본 발명에 따른 바람직한 흡수성 폴리머 입자는, WSP 220.2 ("Word Strategic Partners" EDANA 및 INDA의 시험 방법)에 준하여, 10 내지 3,000 ㎛, 바람직하게는 20 내지 2,000 ㎛, 특히 바람직하게는 150 내지 850 ㎛ 범위의 평균 입자 크기를 가지는 입자이다. 본원에서, 흡수성 폴리머에서 입자 크기가 300 내지 600 ㎛ 범위인 입자의 함량은, 흡수성 폴리머 입자의 총 중량을 기준으로 적어도 30 중량%, 특히 바람직하게는 적어도 40 중량%, 가장 바람직하게는 적어도 50 중량%인 것이 특히 바람직하다.Preferred absorbent polymer particles according to the present invention, according to WSP 220.2 ("Word Strategic Partners" EDANA and INDA test method), in the range of 10 to 3,000 µm, preferably 20 to 2,000 µm, particularly preferably 150 to 850 µm It is a particle having an average particle size of. Herein, the content of particles having a particle size in the range of 300 to 600 μm in the absorbent polymer is at least 30% by weight, particularly preferably at least 40% by weight, most preferably at least 50% by weight, based on the total weight of the absorbent polymer particles. It is particularly preferred that it is %.

본 발명에 따른 방법의 제조 단계 (i)에서, 하나 이상의, 카르복시산 기 (α1)를 가진 부분적으로 중화된 모노에틸렌계 불포화 모노머와 하나 이상의 가교제 (α3)를 포함하는 모노머 수용액이 제조된다.In the preparation step (i) of the method according to the invention, an aqueous monomer solution is prepared comprising at least one partially neutralized monoethylenically unsaturated monomer having a carboxylic acid group (α1) and at least one crosslinking agent (α3).

카르복시산 기 (α1)를 가진 바람직한 모노에틸렌계 불포화 모노머는 DE 102 23 060 A1에 바람직한 모노머 (α1)로서 언급되어 있는 것들인데, 아크릴산이 특히 바람직하다. 바람직한 카르복시산 기 (α1)를 가진 모노에틸렌계 불포화 모노머로는 아크릴산, 메타크릴산, 에타크릴산, α-클로로-아크릴산, α-시아노-아크릴산, β-메틸아크릴산 (크로톤산), α-페닐-아크릴산, β-아크릴옥시프로피온산, 소르브산, α-클로로소르브산, 2'-메틸이소크로톤산, 신남산, p-클로로 신남산, β-스테아릴산, 이타콘산, 시트라콘산, 메사콘산, 글루타콘산, 아코니트산, 말레산, 푸마르산, 트리-카르복시-에틸렌- 및 무수 말레산이 있으며, 아크릴산 및 메타크릴산이 바람직하며, 아크릴산이 특히 바람직하다.Preferred monoethylenically unsaturated monomers having a carboxylic acid group (α1) are those mentioned in DE 102 23 060 A1 as preferred monomers (α1), with acrylic acid being particularly preferred. Preferred monoethylenically unsaturated monomers having a carboxylic acid group (α1) include acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid, α-chloro-acrylic acid, α-cyano-acrylic acid, β-methylacrylic acid (crotonic acid), α-phenyl -Acrylic acid, β-acryloxypropionic acid, sorbic acid, α-chlorosorbic acid, 2'-methylisocrotonic acid, cinnamic acid, p-chloro cinnamic acid, β-stearyl acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid , Glutaconic acid, aconitic acid, maleic acid, fumaric acid, tri-carboxy-ethylene- and maleic anhydride, acrylic acid and methacrylic acid are preferred, and acrylic acid is particularly preferred.

본 발명에 따르면, 본 발명에 따른 방법에 의해 제조되는 흡수성 폴리머는 폴리머의 건조 중량을 기준으로 카르복시산 기를 가진 모노머를 적어도 50 중량%, 바람직하게는, 적어도 70 중량%, 더 바람직하게는, 적어도 90 중량% 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따르면, 본 발명에 따른 방법에 의해 제조되는 흡수성 폴리머는 50 중량% 이상, 바람직하게는 70 중량% 이상의 아크릴산으로 제조되고, 바람직하게는 중화도는 20 mol-% 이상, 특히 바람직하게는 50 mol-% 이상인 것이, 특히 바람직하다. 제조 단계 (i)에서 제공되는 모노머 수용액에서 카르복시산 기 (α1)를 가진 부분적으로 중화된 모노에틸렌계 불포화 모노머의 농도는, 바람직하게는, 모노머 수용액의 총 중량을 기준으로, 10 내지 60 중량%, 바람직하게는 30 내지 55 중량%, 가장 바람직하게는 40 내지 50 중량%의 범위이다.According to the invention, the absorbent polymer produced by the method according to the invention contains at least 50% by weight, preferably at least 70% by weight, more preferably at least 90% by weight of monomers with carboxylic acid groups, based on the dry weight of the polymer. It is preferable to include it by weight. According to the invention, the absorbent polymer produced by the method according to the invention is made of 50% by weight or more, preferably 70% by weight or more of acrylic acid, preferably has a degree of neutralization of 20 mol-% or more, particularly preferably It is particularly preferably 50 mol-% or more. The concentration of the partially neutralized monoethylenically unsaturated monomer having a carboxylic acid group (α1) in the aqueous monomer solution provided in the preparation step (i) is preferably 10 to 60% by weight, based on the total weight of the aqueous monomer solution, It is preferably in the range of 30 to 55% by weight, most preferably 40 to 50% by weight.

바람직하게는, 단계 (i2)에서, 단계 (i)의 개시시에 카르복시산 기를 가진 모노머의 중화는 모노머 수용액의 적어도 일부에 수산화나트륨을 첨가함으로써, 구현된다. 아크릴산은 선택적으로 중합 억제제 (polymerization inhibitor)를 포함한다. 중합 억제제는 바람직하게는 모노메틸 에테르 하이드로퀴논 (MEHQ) 또는 하이드로퀴논 (HQ) 또는 이 둘다로 이루어진 군으로부터 선택된다.Preferably, in step (i2), neutralization of the monomer having a carboxylic acid group at the beginning of step (i) is implemented by adding sodium hydroxide to at least a portion of the aqueous monomer solution. Acrylic acid optionally includes a polymerization inhibitor. The polymerization inhibitor is preferably selected from the group consisting of monomethyl ether hydroquinone (MEHQ) or hydroquinone (HQ) or both.

아크릴산은, 바람직하게는, 중합 억제제, 예를 들어, 모노 메틸 에테르 하이드로퀴논 (MEHQ) 또는 하이드로퀴논 (HQ)을, 아크릴산의 제1 분획의 총 중량을 기준으로, 바람직하게는 100 내지 2000 ppm, 또는 바람직하게는 120 내지 1000 ppm, 또는 바람직하게는 150 내지 500 ppm의 함량으로 포함한다. 바람직하게는, 아크릴산은 모노 메틸 에테르 하이드로퀴논 (MEHQ)을 포함한다.Acrylic acid is preferably a polymerization inhibitor, for example mono methyl ether hydroquinone (MEHQ) or hydroquinone (HQ), based on the total weight of the first fraction of acrylic acid, preferably 100 to 2000 ppm, Or preferably 120 to 1000 ppm, or preferably 150 to 500 ppm. Preferably, the acrylic acid comprises mono methyl ether hydroquinone (MEHQ).

본 발명에 따른 방법의 제조 단계 (i2)에서, 아크릴산의 제1 분획을 하이드록사이드와 접촉시키고, 이때 pH 10 이상, 바람직하게는 > pH 10.5 또는 바람직하게는 > pH 10.8의 pH가 달성된다. 일부 경우, 최대 pH 12가 달성된다. 아크릴산의 제1 분획은, 바람직하게는, 하이드록사이드를, 하이드록사이드 : 아크릴산 중량비 0.1:1 내지 1.5:1, 또는 바람직하게는 0.2:1 내지 1.3:1, 또는 바람직하게는 0.3:1 내지 1:1의 범위로 포함한다. 아크릴산에 하이드록사이드가 첨가되면, 아크릴산의 적어도 일부는 아크릴레이트로 변환된다. 본 발명에서, 제1 아크릴레이트 상에서 아크릴산의 95 mol-% 이상이 아크릴레이트이다.In the preparation step (i2) of the process according to the invention, a first fraction of acrylic acid is contacted with a hydroxide, wherein a pH of at least 10, preferably> pH 10.5 or preferably> pH 10.8 is achieved. In some cases, a maximum pH of 12 is achieved. The first fraction of acrylic acid preferably contains a hydroxide, a hydroxide: acrylic acid weight ratio of 0.1:1 to 1.5:1, or preferably 0.2:1 to 1.3:1, or preferably 0.3:1 to Included in the range of 1:1. When hydroxide is added to acrylic acid, at least a portion of the acrylic acid is converted to acrylate. In the present invention, at least 95 mol-% of acrylic acid on the first acrylate is acrylate.

단계 (i3)에서, 제1 아크릴레이트 상을 아크릴산의 추가 분획과 접촉시켜, 모노머 용액을 수득한다. 단계 (i3)에서 접촉은 당해 기술 분야의 당업자가 2개의 수 상을 접촉시키기 위해 선택할 수 있는 임의의 방법으로 수행될 수 있다. 아크릴산 추가 분획은 제1 아크릴레이트 상 보다 수분 함량이 낮다. 아크릴산 추가 분획의 수분 함량은 아크릴산의 제1 분획의 수분 함량 보다 낮다. 아크릴산 제1 분획은, 수분 함량이, 바람직하게는, 아크릴산 제1 분획의 총 중량을 기준으로 30 내지 80 중량%, 또는 35 내지 75 중량%, 또는 40 내지 70 중량% 범위이다. 아크릴산 추가 분획은, 수분 함량이, 바람직하게는, 아크릴산 추가 분획의 총 중량을 기준으로 0 내지 8 중량%, 또는 바람직하게는 0 내지 6 중량% 범위이다.In step (i3), the first acrylate phase is contacted with a further fraction of acrylic acid to obtain a monomer solution. The contacting in step (i3) can be carried out in any way that a person skilled in the art can choose to contact the two water phases. The additional fraction of acrylic acid has a lower moisture content than the first acrylate phase. The moisture content of the acrylic acid addition fraction is lower than that of the first fraction of acrylic acid. The acrylic acid first fraction has a moisture content, preferably in the range of 30 to 80% by weight, or 35 to 75% by weight, or 40 to 70% by weight, based on the total weight of the acrylic acid first fraction. The acrylic acid further fraction has a moisture content, preferably in the range of 0 to 8% by weight, or preferably 0 to 6% by weight, based on the total weight of the acrylic acid further fraction.

본 발명에 따른 방법의 단계 (i3)에 공급되는 모노머 용액은 pH가 제1 아크릴레이트 상의 pH 보다 낮다. 바람직하게는, 모노머 용액의 pH는, 제1 아크릴레이트 상의 pH와, 0.5 내지 6 pH 단위, 또는 바람직하게는 1 내지 5 pH 단위, 또는 바람직하게는 1.5 내지 4.5 pH 단위의 차이를 나타낸다. 본 발명에 따르면, 모노머 용액에서 아크릴산의 60 내지 80 mol-%, 바람직하게는 65 내지 78 mol-%, 또는 바람직하게는 67 내지 76 mol-%가 아크릴레이트인 것이, 바람직하다.The monomer solution fed to step (i3) of the method according to the invention has a pH lower than that of the first acrylate phase. Preferably, the pH of the monomer solution represents the difference between the pH of the first acrylate phase and 0.5 to 6 pH units, or preferably 1 to 5 pH units, or preferably 1.5 to 4.5 pH units. According to the present invention, it is preferred that 60 to 80 mol-%, preferably 65 to 78 mol-%, or preferably 67 to 76 mol-% of acrylic acid in the monomer solution is an acrylate.

단계 (i)에서, 모노머 수용액의 제조는, 바람직하게는, 하기 몇가지 추가적인 단계들을 포함한다:In step (i), the preparation of the aqueous monomer solution preferably comprises several additional steps:

α. 아크릴레이트 및 선택적으로, MEHQ 또는 HQ를 포함하는, 아크릴산 제1 분획을 제공하는 단계; 및/또는α. Providing a first fraction of acrylic acid comprising acrylate and optionally MEHQ or HQ; And/or

β. 아크릴산 모노머를 제공하는 단계; 및/또는β. Providing an acrylic acid monomer; And/or

χ. 추가의 모노에틸렌계 불포화 모노머 (α2)를 제공하는 단계.χ. Providing an additional monoethylenically unsaturated monomer (α2).

단계 β - χ는 어떠한 순서로도 진행될 수 있으며, 단계 α와 임의 조합으로 수행될 수 있다. 바람직한 일 구현예에서, 단계 α만 수행한다. 바람직한 다른 구현예에서, 단계 α와 β를 수행한다. 바람직한 또 다른 구현예에서, 단계 α와 χ를 수행한다. 또한, 그 순서는 단계 (i)에서 달라질 수 있다. 바람직한 구현예에서, 먼저, 가교제 (α3)를 제공한 다음, 단계 α와, 선택적으로 단계 β 및/또는 χ 중 하나를 수행할 수 있다. 바람직한 다른 구현예에서, 단계 α만 단독으로 또는 단계 β 또는 χ와 조합하여 먼저 수행한 다음, 가교제 (α3)를 첨가한다.Steps β-χ may proceed in any order, and may be performed in any combination with step α. In a preferred embodiment, only step α is carried out. In another preferred embodiment, steps α and β are carried out. In another preferred embodiment, steps α and χ are carried out. Also, the order can be different in step (i). In a preferred embodiment, it is possible to firstly provide a crosslinking agent (α3) and then perform step α and optionally one of steps β and/or χ. In another preferred embodiment, step α alone or in combination with step β or χ is carried out first, and then the crosslinking agent (α3) is added.

모노머 수용액에서 아크릴레이트 및 아크릴산의 함량은, 모노머 수용액의 총 중량을 기준으로 55 중량% 미만, 바람직하게는 50 중량% 미만, 또는 바람직하게는 45 중량% 미만이다. 또한, 모노머 수용액의 아크릴레이트 및 아크릴산의 함량은 30 중량% 이상인 것이 바람직하다.The content of acrylate and acrylic acid in the aqueous monomer solution is less than 55% by weight, preferably less than 50% by weight, or preferably less than 45% by weight, based on the total weight of the aqueous monomer solution. In addition, the content of acrylate and acrylic acid in the aqueous monomer solution is preferably 30% by weight or more.

또한, 모노머 수용액은 (α1)과 공중합가능한 모노에틸렌계 불포화 모노머 (α2)를 포함할 수 있다. 바람직한 모노머 (α2)는, DE 102 23 060 A1에서 바람직한 모노머 (α2)로서 언급된 모노머이며, 아크릴아미드가 특히 바람직하다.In addition, the aqueous monomer solution may contain a monoethylenically unsaturated monomer (α2) copolymerizable with (α1). Preferred monomers (α2) are those mentioned as preferred monomers (α2) in DE 102 23 060 A1, with acrylamide being particularly preferred.

본 발명에 따른 바람직한 가교제 (α3)는 하나의 분자에 에틸렌계 불포화 기를 2개 이상 가진 화합물 (클래스 I 가교제), 축합 반응 (= 축합 가교제), 첨가 반응 또는 개환 반응에서 모노머 (α1) 또는 (α2)의 관능기와 반응할 수 있는 관능기 2개 이상을 가진 화합물 (클래스 II 가교제), 축합 반응, 첨가 반응 또는 개환 반응에서 모노머 (α1) 또는 (α2)의 관능기와 반응할 수 있는 하나 이상의 관능기 및 하나 이상의 에틸렌계 불포화 기를 가진 화합물 (클래스 III 가교제), 또는 다가 금속 양이온 (클래스 IV 가교제)이다. 따라서, 클래스 I 가교제 화합물을 사용하는 경우, 폴리머의 가교는 모노에틸렌계 불포화 모노머 (α1) 또는 (α2)와 가교제 분자의 에틸렌계 불포화 기의 라디칼 중합에 의해 달성되며, 클래스 II 가교제 화합물과 클래스 IV 가교제의 다가 금속 양이온을 이용하는 경우, 폴리머의 가교는, 모노머 (α1) 또는 (α2)의 관능기와 관능기 (클래스 II 가교제)의 축합 반응을 통해 또는 다가 금속 양이온 (클래스 IV 가교제)의 정전기적 상호작용을 통해, 달성된다. 클래스 III 가교제 화합물을 이용하는 경우, 폴리머의 가교는, 에틸렌계 불포화 기의 라디칼 중합 뿐만 아니라 가교제의 관능기와 모노머 (α1) 또는 (α2)의 관능기 간의 축합 반응에 의해 달성된다.Preferred crosslinking agents (α3) according to the present invention are compounds having two or more ethylenically unsaturated groups in one molecule (Class I crosslinking agent), condensation reaction (= condensation crosslinking agent), monomer (α1) or (α2) in addition reaction or ring-opening reaction. A compound having two or more functional groups capable of reacting with a functional group of) (Class II crosslinking agent), at least one functional group capable of reacting with a functional group of a monomer (α1) or (α2) in a condensation reaction, addition reaction, or ring opening reaction, and one A compound having the above ethylenically unsaturated groups (Class III crosslinking agent), or a polyvalent metal cation (Class IV crosslinking agent). Thus, when using a class I crosslinker compound, crosslinking of the polymer is achieved by radical polymerization of monoethylenically unsaturated monomers (α1) or (α2) with ethylenically unsaturated groups of the crosslinker molecule, and class II crosslinker compounds and class IV In the case of using a polyvalent metal cation of the crosslinking agent, the crosslinking of the polymer is performed through a condensation reaction of the functional group of the monomer (α1) or (α2) with the functional group (Class II crosslinking agent) or through the electrostatic interaction of the polyvalent metal cation (Class IV crosslinking agent). Through, is achieved. When using a class III crosslinking agent compound, crosslinking of the polymer is achieved by radical polymerization of ethylenically unsaturated groups as well as condensation reactions between the functional groups of the crosslinking agent and the functional groups of the monomer (α1) or (α2).

바람직한 가교제 (α3)는, DE 102 23 060 A1에, 클래스 I, II, III 및 IV의 가교제 (α3)로서 언급된 모든 화합물이되,Preferred crosslinking agents (α3) are all compounds mentioned in DE 102 23 060 A1 as crosslinking agents of classes I, II, III and IV (α3),

- 클래스 I 가교제 화합물로서, N,N'-메틸렌 비스아크릴아미드, 폴리에틸렌글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 트리알릴메틸암모늄 클로라이드, 테트라알릴암모늄 클로라이드, 및 아크릴 1 mol 당 에틸렌 옥사이드 9 mol을 사용해 제조되는 알릴노나에틸렌글리콜 아크릴레이트가 특히 바람직하며, N,N'-메틸렌 비스아크릴아미드가 특히 더 바람직하며,-As a class I crosslinker compound, prepared using N,N'-methylene bisacrylamide, polyethylene glycol di(meth)acrylate, triallylmethylammonium chloride, tetraallylammonium chloride, and 9 mol of ethylene oxide per mol of acrylic Allyl nonaethylene glycol acrylate is particularly preferred, N,N'-methylene bisacrylamide is particularly more preferred,

- 클래스 IV 가교제 화합물로서, Al2(SO4)3 및 이의 수화물이 특히 바람직하다.-As class IV crosslinking agent compounds, Al 2 (SO 4 ) 3 and hydrates thereof are particularly preferred.

본 발명에 따른 방법에 의해 제조되는 바람직한 흡수성 폴리머는 각각 하기 클래스의 가교제에 의해 또는 하기 조합의 가교제들에 의해 가교된, 폴리머이다: I, II, III, IV, I II, I III, I IV, I II III, I II IV, I III IV, II III IV, II IV 또는 III IV.Preferred water absorbent polymers prepared by the process according to the invention are polymers, each crosslinked by the following classes of crosslinkers or by the following combinations of crosslinkers: I, II, III, IV, I II, I III, I IV , I II III, I II IV, I III IV, II III IV, II IV or III IV.

본 발명에 따른 방법에 의해 제조되는 바람직한 다른 흡수성 폴리머는, DE 102 23 060 A1에 클래스 I 가교제로서 언급된 임의의 가교제들에 의해 가교된, 폴리머이며, 여기서 N,N'-메틸렌 비스아크릴아미드, 폴리에틸렌글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 트리알릴-메틸암모늄 클로라이드, 테트라알릴암모늄 클로라이드, 및 아크릴산 1 mol 당 에틸렌 옥사이드 9 mol로 제조되는 알릴노나에틸렌-글리콜 아크릴레이트가 클래스 I의 가교제로서 더욱 바람직하고, N,N'-메틸렌 비스아크릴아미드가 보다 더 바람직하다.Other preferred absorbent polymers prepared by the process according to the invention are polymers, crosslinked by any crosslinking agents mentioned in DE 102 23 060 A1 as class I crosslinkers, wherein N,N'-methylene bisacrylamide, Polyethylene glycol di(meth)acrylate, triallyl-methylammonium chloride, tetraallylammonium chloride, and allylnonaethylene-glycol acrylate prepared from 9 mol of ethylene oxide per mol of acrylic acid are more preferred as class I crosslinking agents, N,N'-methylene bisacrylamide is even more preferred.

모노머 수용액은 수용성 폴리머 (α4)를 더 포함할 수 있다. 바람직한 수용성 폴리머 (α4)는 부분적으로 또는 완전히 비누화된 폴리비닐 알코올 (saponified polyvinyl alcohol), 폴리비닐피롤리돈, 스타치 또는 스타치 유도체, 폴리글리콜 또는 폴리아크릴산이다. 이들 폴리머의 분자량은, 폴리머가 수용성인 한, 중요하지 않다. 바람직한 수용성 폴리머 (α4)는 스타치 또는 스타치 유도체 또는 폴리비닐 알코올이다. 수용성 폴리머 (α4), 바람직하게는 합성 폴리머, 예를 들어 폴리비닐 알코올은 중합시킬 모노머에 대한 그라프트 베이스 (graft base)로서 사용될 수 있을 뿐만 아니라 이들 수용성 폴리머는 폴리머 겔 또는 이미 건조된 흡수성 폴리머와의 혼합도 가능하다.The aqueous monomer solution may further contain a water-soluble polymer (α4). Preferred water soluble polymers (α4) are partially or fully saponified polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, starch or starch derivatives, polyglycols or polyacrylic acid. The molecular weight of these polymers is not important as long as the polymer is water-soluble. Preferred water-soluble polymers (α4) are starch or starch derivatives or polyvinyl alcohol. Water-soluble polymers (α4), preferably synthetic polymers, for example polyvinyl alcohol, can be used as a graft base for the monomers to be polymerized, as well as these water-soluble polymers with polymer gels or already dried absorbent polymers. Mixing of is also possible.

모노머 수용액은, 또한, 보조 물질 (α5), 특히 착화제 (complexing agent), 예를 들어 EDTA 등을 포함할 수 있다.The aqueous monomer solution may also contain auxiliary substances (α5), in particular complexing agents such as EDTA and the like.

모노머 수용액에서, 모노머 (α1) 및 (α2), 가교제 (α3), 수용성 폴리머 (α4) 및 보조 물질 (α5)의 상대적인 함량은, 바람직하게는, 선택적으로 파쇄된 폴리머 겔을 건조한 후 수득되는 흡수성 폴리머 구조가, 하기와 같이 구성되도록, 선택된다:In the aqueous monomer solution, the relative content of the monomers (α1) and (α2), the crosslinking agent (α3), the water-soluble polymer (α4) and the auxiliary substance (α5) is, preferably, the water absorbency obtained after drying the crushed polymer gel. The polymer structure is chosen so that it is constructed as follows:

- 모노머 (α1) 20 내지 99.999 중량%, 바람직하게는, 55 내지 98.99 중량%, 특히 바람직하게는, 70 내지 98.79 중량%,-Monomer (α1) 20 to 99.999% by weight, preferably 55 to 98.99% by weight, particularly preferably 70 to 98.79% by weight,

- 모노머 (α2) 0 내지 80 중량%, 바람직하게는, 0 내지 44.99 중량%, 특히 바람직하게는, 0.1 내지 44.89 중량%,-Monomer (α2) 0 to 80% by weight, preferably 0 to 44.99% by weight, particularly preferably 0.1 to 44.89% by weight,

- 가교제 (α3) 0 내지 5 중량%, 바람직하게는, 0.001 내지 3 중량%, 특히 바람직하게는, 0.01 내지 2.5 중량%,-Crosslinking agent (α3) 0 to 5% by weight, preferably 0.001 to 3% by weight, particularly preferably 0.01 to 2.5% by weight,

- 수용성 폴리머 (α4) 0 내지 30 중량%, 바람직하게는, 0 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는, 0.1 내지 5 중량%,-Water-soluble polymer (α4) 0 to 30% by weight, preferably 0 to 5% by weight, particularly preferably 0.1 to 5% by weight,

- 보조 물질 (α5) 0 내지 20 중량%, 바람직하게는, 0 내지 10 중량%, 특히 바람직하게는, 0.1 내지 8 중량%, 및-Auxiliary substances (α5) 0 to 20% by weight, preferably 0 to 10% by weight, particularly preferably 0.1 to 8% by weight, and

- 물 (α6) 0.5 내지 25 중량%, 바람직하게는, 1 내지 10 중량%, 특히 바람직하게는, 3 내지 7 중량%,-0.5 to 25% by weight of water (α6), preferably 1 to 10% by weight, particularly preferably 3 to 7% by weight,

(α1) 내지 (α6)를 합한 총 중량은 100 중량%임.The total weight of (α1) to (α6) is 100% by weight.

모노머 용액에서 모노머, 가교제 및 수용성 폴리머의 최적 농도 값은 간단한 예비 실험을 통해 또는 종래 기술로부터, 특히 공개문헌 US 4,286,082, DE 27 06 135 A1, US 4,076,663, DE 35 03 458 A1, DE 40 20 780 C1, DE 42 44 548 A1, DE 43 33 056 A1 및 DE 44 18 818 A1으로부터 결정될 수 있다.The optimal concentration values of the monomers, crosslinkers and water-soluble polymers in the monomer solution can be determined through simple preliminary experiments or from the prior art, in particular publications US 4,286,082, DE 27 06 135 A1, US 4,076,663, DE 35 03 458 A1, DE 40 20 780 C1 , DE 42 44 548 A1, DE 43 33 056 A1 and DE 44 18 818 A1.

제조 단계 (ii)에서, 선택적으로 흡수성 폴리머의 미세 입자가 모노머 수용액에 첨가될 수 있다. 선택 단계 (ii)과는 독립적으로, 흡수성 폴리머의 미세 입자는, 단계 (iii) 후, 단계 (iv) 후 및 단계 (v) 전으로 이루어진 군으로부터 선택되는 시기 중 한 시기에, 또는 이들 2 이상의 시기에 모노머 수용액에 첨가될 수 있다.In the preparation step (ii), optionally fine particles of the water absorbent polymer may be added to the aqueous monomer solution. Independently of the selection step (ii), the microparticles of the water absorbent polymer are, at one of a time selected from the group consisting of after step (iii), after step (iv) and before step (v), or at least two of these. It can be added to the aqueous monomer solution at a time.

흡수성 미세 입자는 바람직하게는 그 조성이 전술한 흡수성 폴리머 입자의 조성과 상응하는, 흡수성 폴리머 입자이며, 바람직하게는, 흡수성 미세 입자의 총 중량을 기준으로, 적어도 90 중량%, 더 바람직하게는 적어도 95 중량%, 가장 바람직하게는 적어도 99 중량%의 흡수성 미세 입자가 200 ㎛ 미만, 바람직하게는 150 ㎛ 미만, 특히 바람직하게는 100 ㎛ 미만의 입자 크기를 가진다.The absorbent fine particles are preferably absorbent polymer particles whose composition corresponds to that of the aforementioned absorbent polymer particles, preferably at least 90% by weight, more preferably at least, based on the total weight of the absorbent fine particles. 95% by weight, most preferably at least 99% by weight of the absorbent fine particles have a particle size of less than 200 μm, preferably less than 150 μm and particularly preferably less than 100 μm.

본 발명에 따른 방법의 바람직한 구현예에서, 선택적으로, 제조 단계 (ii)에서 모노머 수용액에 첨가될 수 있는 흡수성 미세 입자는, 본 발명에 따른 방법의 제조 단계 (x)에서 수득되는 흡수성 미세 입자이며, 즉, 재활용된다.In a preferred embodiment of the method according to the present invention, optionally, the absorbent fine particles which can be added to the aqueous monomer solution in the preparation step (ii) are the absorbent fine particles obtained in the preparation step (x) of the method according to the present invention. , That is, recycled.

미세 입자는, 당해 기술 분야의 당업자가 이런 목적에 적절한 것으로 간주하는 임의의 혼합 장치를 이용해 모노머 수용액에 첨가될 수 있다. 본 방법이 전술한 바와 같이 연속적으로 수행되는 것이 특히 유용한 본 발명의 바람직한 구현예에서, 미세 입자는 혼합 장치에서 모노머 수용액에 첨가되며, 미세 입자의 제1 스트림과 모노머 수용액의 제2 스트림은 연속으로, 그러나 서로 다른 방향으로부터, 회전하는 혼합 장치 상으로 인가된다. 이러한 유형의 혼합 설정은, 혼합 구역에 바람직하게는 실린더 형상의 비-회전성 고정자 (non-rotating stator)를 포함하고, 그 중심에는 마찬가지로 바람직하게는, 실린더 형상의 로터가 회전하는, 이른바 "로터 스테이터 믹서 (Rotor Stator Mixer)"에서 구현될 수 있다. 로터의 벽부와 고정자의 벽부에는, 통상적으로 노치가 구비되는데, 예를 들어, 미세 입자와 모노머 수용액의 혼합물을 흡입 통과시켜 고전단력을 가할 수 있는, 슬롯 형태의 노치가 구비된다.The fine particles can be added to the aqueous monomer solution using any mixing device deemed suitable for this purpose by those skilled in the art. In a preferred embodiment of the invention in which it is particularly useful that the method is carried out continuously as described above, the fine particles are added to the aqueous monomer solution in a mixing device, and the first stream of fine particles and the second stream of the aqueous monomer solution are continuously However, from different directions, it is applied onto the rotating mixing device. This type of mixing setup comprises a preferably cylindrical non-rotating stator in the mixing zone, at its center likewise preferably a so-called "rotor, in which a cylindrical rotor rotates. It can be implemented in "Rotor Stator Mixer". A notch is usually provided on the wall of the rotor and the wall of the stator. For example, a notch in the form of a slot capable of applying a high shear force by suctioning a mixture of fine particles and an aqueous monomer solution is provided.

이런 맥락에서, 미세 입자인 제1 스트림과 모노머 수용액인 제2 스트림은 60 - 120° 범위, 바람직하게는 75 - 105° 범위, 더 바람직하게는 85 - 95°범위, 가장 바람직하게는 약 90°의 각도 δ를 이루는 것이, 특히 바람직하다. 또한, 믹서에서 배출되는 미세 입자와 모노머 수용액의 혼합물 스트림과, 믹서로 유입되는 미세 입자 제1 스트림은, 60 - 120° 범위, 바람직하게는 75 - 105° 범위, 더 바람직하게는 85 - 95° 범위, 가장 바람직하게는 약 90°의 각도 ε를 이루는 것이 바람직하다.In this context, the first stream as fine particles and the second stream as an aqueous monomer solution are in the range of 60-120°, preferably in the range of 75-105°, more preferably in the range of 85-95°, most preferably about 90°. It is particularly preferable to achieve the angle δ of. In addition, a mixture stream of fine particles and an aqueous monomer solution discharged from the mixer, and a first stream of fine particles flowing into the mixer are in the range of 60-120°, preferably in the range of 75-105°, and more preferably in the range of 85-95°. It is desirable to achieve an angle ε of the range, most preferably about 90°.

이러한 유형의 혼합 설정은, 예를 들어, DE-A-25 20 788 및 DE-A-26 17 612에 개시된 혼합 장치를 이용해 구현할 수 있다. 본 발명의 제조 단계 (ii)에서 모노머 수용액에 미세 입자를 첨가하기 위해 사용될 수 있는 혼합 장치에 대한 구체적인 예는, 독일 슈타우펜 KG IKA® Werke GmbH & Co. 사의 상품명 MHD 2000/4, MHD 2000/05, MHD 2000/10, MDH 2000/20, MHD 2000/30 및 MHD 2000/50으로 구입가능한, 혼합 장치이며, 특히 혼합 장치 MHD 2000/20이 바람직하다. 사용가능한 또 다른 혼합 장치로는 독일 발렌히텐 도팅겐에 소재한 ystral GmbH 사로부터 예를 들어 상품명 "Conti TDS"로, 또는 스위스 루타우에 소재한 Kinematika AG 사로부터 예를 들어 상품명 Megatron®으로 제공되는 장치도 있다.This type of mixing setup can be implemented, for example, using the mixing apparatus disclosed in DE-A-25 20 788 and DE-A-26 17 612. A specific example of a mixing device that can be used to add fine particles to the aqueous monomer solution in the production step (ii) of the present invention is described in Staufen, Germany KG IKA ® Werke GmbH & Co. It is a mixing device, which is commercially available under the trade names of MHD 2000/4, MHD 2000/05, MHD 2000/10, MDH 2000/20, MHD 2000/30 and MHD 2000/50 by the company, and a mixing device MHD 2000/20 is particularly preferred. Another mixing device that can be used is a device provided for example by the company ystral GmbH, Dottingen, Wallenchten, Germany under the trade name "Conti TDS" or from the company Kinematika AG, Rutau, Switzerland, for example under the trade name Megatron ® .

제조 단계 (ii)에서 모노머 수용액에 첨가될 수 있는 미세 입자의 양은, 바람직하게는, 모노머 수용액의 중량을 기준으로, 0.1 내지 15 중량% 범위, 보다 더 바람직하게는 0.5 내지 10 중량% 범위, 가장 바람직하게는 3 내지 8 중량% 범위이다.The amount of fine particles that can be added to the aqueous monomer solution in the preparation step (ii) is preferably in the range of 0.1 to 15% by weight, even more preferably in the range of 0.5 to 10% by weight, based on the weight of the aqueous monomer solution. It is preferably in the range of 3 to 8% by weight.

본 발명에 따른 방법의 제조 단계 (iii)에서, 모노머 수용액에, 중합 개시제, 또는 2 이상의 구성 성분으로 구성된 중합 개시제 시스템의 하나 이상의 구성 성분이 첨가된다.In the preparation step (iii) of the method according to the invention, to the aqueous monomer solution, a polymerization initiator or at least one constituent of a polymerization initiator system composed of two or more constituents is added.

중합 개시를 위한 중합 개시제로서는, 통상적으로 고흡수제의 제조에 통상적으로 사용되는, 중합 조건 하에 라디칼을 형성하는 모든 개시제들이 사용될 수 있다. 그 중에서도, 열 촉매, 레독스 촉매 및 광-개시제는 에너지 조사 (energetic irradiation)에 의해 활성화된다. 중합 개시제는 모노머 수용액에 용해 또는 분산될 수 있다. 수용성 촉매를 사용하는 것이 바람직하다. As the polymerization initiator for polymerization initiation, all initiators that form radicals under polymerization conditions, which are commonly used in the production of a super absorbent agent, can be used. Among them, thermal catalysts, redox catalysts and photo-initiators are activated by energetic irradiation. The polymerization initiator may be dissolved or dispersed in the aqueous monomer solution. It is preferred to use a water-soluble catalyst.

열 개시제 (thermal initiator)로서는, 승온된 조건에서 분해되어 라디칼을 형성하는, 당해 기술 분야의 당업자가 인지하고 있는 모든 화합물들을 이용할 수 있다. 180℃ 보다 낮은 온도에서, 더 바람직하게는 140℃ 보다 낮은 온도에서 반감기가 10초 보다 짧은, 바람직하게는 5초 보다 짧은 열 중합 개시제가 특히 바람직하다. 퍼옥사이드, 하이드로퍼옥사이드, 과산화수소, 퍼설페이트 및 아조 화합물들이 특히 바람직한 열 중합 개시제이다. 일부 경우, 다양한 열 중합 개시제들의 혼합물을 사용하는 것이 유익하다. 이들 혼합물들 중에서도, 과산화수소와 과황산칼륨 또는 과황산나트륨으로 이루어진 혼합물이 바람직하며, 이들은 임의의 바람직한 정량적인 비율로 사용될 수 있다. 적합한 유기 퍼옥사이드는, 바람직하게는, 아세틸아세톤 퍼옥사이드, 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 아세틸 퍼옥사이드, 카프릴 퍼옥사이드, 이소프로필 퍼옥시다이카보네이트, 2-에틸헥실 퍼옥시다이카보네이트, tert.-부틸 하이드로퍼옥사이드, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드, 및 tert.-아밀 퍼피발레이트, tert.-부틸 퍼피발레이트 (tert.-butyl perpivalate), tert.-부틸 퍼네오헥사노에이트 (perneohexonate), tert.-부틸 이소부티레이트, tert.-부틸 per-2-에틸헥세노에이트, tert.-부틸 퍼이소노나노에이트, tert.-부틸 퍼말리에이트, tert.-부틸 퍼벤조에이트, tert.-부틸-3,5,5-트리메틸헥사노에이트 및 아밀 퍼네오데카노에이트의 퍼옥사이드이다. 아울러, 다음과 같은 열 중합 개시제가 바람직하다: 아조 화합물들, 예를 들어, 아조-비스-이소부티로니트릴, 아조-비스-다이메틸발레로니트릴, 아조-비스-아미-다이노프로판 다이하이드로클로라이드 (azo-bis-ami-dinopropane dihydrochloride), 2,2'-아조비스-(N,N-다이메틸렌)이소부티르아미딘 다이-하이드로클로라이드, 2-(카바모일아조)이소부티로니트릴 및 4,4'-아조비스-(4-시아노-발레르산). 전술한 화합물들은 통상적인 양으로, 바람직하게는, 중합될 모노머의 중량을 기준으로, 각각 0.01 내지 5 mol-% 범위, 더 바람직하게는 0.1 내지 2 mol-% 범위로 사용된다.As the thermal initiator, all compounds recognized by those skilled in the art that decompose under elevated temperature to form radicals can be used. At temperatures lower than 180° C., more preferably at temperatures lower than 140° C., thermal polymerization initiators having a half-life shorter than 10 seconds, preferably shorter than 5 seconds are particularly preferred. Peroxide, hydroperoxide, hydrogen peroxide, persulfate and azo compounds are particularly preferred thermal polymerization initiators. In some cases, it is beneficial to use mixtures of various thermal polymerization initiators. Among these mixtures, a mixture consisting of hydrogen peroxide and potassium persulfate or sodium persulfate is preferable, and these may be used in any desired quantitative ratio. Suitable organic peroxides are, preferably, acetylacetone peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, acetyl peroxide, capryl peroxide, isopropyl peroxydicarbonate, 2-ethyl Hexyl peroxydicarbonate, tert.-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, and tert.-amyl perpivalate, tert.-butyl perpivalate, tert.-butyl perneohexa Noate, tert.-butyl isobutyrate, tert.-butyl per-2-ethylhexenoate, tert.-butyl perisononanoate, tert.-butyl permalate, tert.-butyl perbenzoate , tert.-butyl-3,5,5-trimethylhexanoate and amyl perneodecanoate. In addition, the following thermal polymerization initiators are preferred: azo compounds, for example azo-bis-isobutyronitrile, azo-bis-dimethylvaleronitrile, azo-bis-ami-dinopropane dihydrochloride (azo-bis-ami-dinopropane dihydrochloride), 2,2'-azobis-(N,N-dimethylene)isobutyramidine di-hydrochloride, 2-(carbamoylazo)isobutyronitrile and 4, 4'-azobis-(4-cyano-valeric acid). The aforementioned compounds are used in conventional amounts, preferably in the range of 0.01 to 5 mol-%, more preferably in the range of 0.1 to 2 mol-%, respectively, based on the weight of the monomer to be polymerized.

레독스 촉매는 2종 이상의 구성 성분, 통상적으로 전술한 퍼옥소 화합물 (peroxo compound)들 중 하나 이상과 하나 이상의 환원 물질 성분 (reducing component), 바람직하게는, 아스코르브산, 글루코스, 소르보스 (sorbose), 만노스, 암모늄 또는 알칼리 금속 하이드로겐 설파이트, 설페이트, 티오설페이트, 하이퍼설파이트 또는 설파이드, 금속 염, 예를 들어, 철 II 이온 또는 은 염, 또는 소듐 하이드록시메틸 설폭실레이트를 포함한다. 바람직하게는, 아스코르브산 또는 소듐 피로설파이트 (pyrosulfite)가 레독스 촉매의 환원 물질 성분으로 사용된다. 중합에 사용되는 모노머 양을 기준으로, 1 x 10-5 내지 1 mol-%의 레독스 촉매의 환원 물질 성분과 1 x 10-5 내지 5 mol-%의 레독스 촉매의 산화 물질 성분이 사용된다. 레독스 촉매의 산화 물질 성분 대신 또는 그 보완제 (complement)로서, 하나 이상의, 바람직하게는, 수용성의 아조 화합물이 사용될 수 있다.The redox catalyst comprises two or more constituents, usually one or more of the aforementioned peroxo compounds and one or more reducing components, preferably ascorbic acid, glucose, sorbose. , Mannose, ammonium or alkali metal hydrogen sulfite, sulfate, thiosulfate, hypersulfite or sulfide, metal salts such as iron II ions or silver salts, or sodium hydroxymethyl sulfoxylate. Preferably, ascorbic acid or sodium pyrosulfite is used as the reducing material component of the redox catalyst. Based on the amount of monomer used in the polymerization, 1 x 10 -5 to 1 mol-% of the reducing material component of the redox catalyst and 1 x 10 -5 to 5 mol-% of the oxidizing material component of the redox catalyst is used. In place of the oxidizing material component of the redox catalyst or as a complement thereof, one or more, preferably, water-soluble azo compounds may be used.

중합은, 바람직하게는, 에너지 조사 작용에 의해 개시되며, 이른바 광-개시제가 일반적으로 개시제로서 사용된다. 이러한 광-개시제로는, 예를 들어, 소위 α-스플리터 (splitter), H-추출 시스템 (abstracting system)을 포함하거나 또는 아지도를 포함할 수도 있다. 이러한 개시제에 대한 예로는, 벤조페놀 유도체, 예를 들어 미힐러 케톤, 페난트렌 유도체, 불소 유도체, 안트라퀴논 유도체, 티옥산톤 유도체, 쿠마린 유도체, 벤조인에테르 및 이들의 유도체, 아조 화합물, 예를 들어, 전술한 라디칼 형성 화합물 (radical former), 치환된 헥사아릴비스이미다졸 또는 아실포스핀 옥사이드가 있다. 아지드의 예로는 2-(N,N-다이메틸아미노)에틸-4-아지도신나메이트, 2-(N,N-다이메틸아미노)에틸-4-아지도나프틸케톤, 2-(N,N-다이-메틸아미노)에틸-4-아지도벤조에이트, 5-아지도-1-나프틸-2'-(N,N-다이메틸아미노)에틸설폰, N-(4-설포닐아지도페닐)말레인이미드, N-아세틸-4-설포닐-아지도아닐린, 4-설포닐아지도아닐린, 4-아지도아닐린, 4-아지도펜아실 브로마이드, p-아지도벤조산, 2,6-비스(p-아지도벤질리덴)사이클로헥사논 및 2,6-비스(p-아지도벤질리덴)-4-메틸사이클로헥사논이 있다. 광-개시제에 대한 또 다른 그룹으로는 다이-알콕시 케탈, 예를 들어, 2,2-다이메톡시-1,2-다이페닐에탄-1-온이 있다. 광-개시제는, 사용하는 경우, 일반적으로 중합될 모노머를 기준으로 0.0001 내지 5 중량%의 함량으로 사용된다.The polymerization is preferably initiated by the action of energy irradiation, so-called photo-initiators are generally used as initiators. Such photo-initiators may include, for example, so-called α-splitters, H-abstracting systems, or may include azidos. Examples of such initiators include benzophenol derivatives such as Michler's ketone, phenanthrene derivatives, fluorine derivatives, anthraquinone derivatives, thioxanthone derivatives, coumarin derivatives, benzoin ethers and derivatives thereof, azo compounds, such as For example, there are the aforementioned radical formers, substituted hexaarylbisimidazoles or acylphosphine oxides. Examples of azide include 2-(N,N-dimethylamino)ethyl-4-azidocinnamate, 2-(N,N-dimethylamino)ethyl-4-azidonaphthylketone, 2-(N ,N-di-methylamino)ethyl-4-azidobenzoate, 5-azido-1-naphthyl-2'-(N,N-dimethylamino)ethylsulfone, N-(4-sulfonylazido Phenyl) maleimide, N-acetyl-4-sulfonyl-azidoaniline, 4-sulfonylazidoaniline, 4-azidoaniline, 4-azidophenacyl bromide, p-azidobenzoic acid, 2,6 -Bis(p-azidobenzylidene)cyclohexanone and 2,6-bis(p-azidobenzylidene)-4-methylcyclohexanone. Another group for photo-initiators are di-alkoxy ketals such as 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one. The photo-initiator, when used, is generally used in an amount of 0.0001 to 5% by weight, based on the monomer to be polymerized.

본 발명에 따른 방법에 대한 다른 구현예에 있어서, 제조 단계 (iii)에서, 개시제는 하기 성분들,In another embodiment of the method according to the invention, in the preparation step (iii), the initiator comprises the following components,

iiia. 퍼옥소다이설페이트; 및iiia. Peroxodisulfate; And

iiib. 3개 이상의 산소 원자 또는 3개 이상의 질소 원자를 포함하는 유기 개시제 분자를 포함하며,iiib. It contains an organic initiator molecule containing 3 or more oxygen atoms or 3 or more nitrogen atoms,

퍼옥소다이설페이트와 유기 개시제 분자를 20:1 내지 50:1 범위의 몰 비로 포함하는 것이, 바람직하다. 이러한 구현예에 대한 일 측면에서, 개시제 성분 iiia의 농도는 중합될 모노머의 중량을 기준으로 0.05 내지 2 중량%의 범위인 것이 바람직하다. 이러한 구현예에 대한 다른 측면에서, 유기 개시제 분자는 2,2-다이메톡시-1,2-다이페닐에탄-1-온, 2,2-아조비스-(2-아미디노프로판)다이하이드로클로라이드, 2,2-아조비스-(시아노 발레르산) 또는 이들 2 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 이러한 구현예에 대한 또 다른 측면에서, 퍼옥소다이설페이트는 일반식 M2S2O8의 화합물이고, 여기서 M은 NH4, Li, Na, Ka 또는 이들 2종 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 전술한 성분들은, 특히 본 발명의 방법의 중합 단계 (vi)에서 중합을 UV로 개시하는데, 적합하다. 이러한 조성물을 사용하면, 본 발명에 따른 방법으로 수득가능한 흡수성 폴리머 입자의 모노머 잔류량 감소 및 황변 저하가 추가로 달성된다.It is preferred to include peroxodisulfate and organic initiator molecules in a molar ratio ranging from 20:1 to 50:1. In one aspect of this embodiment, the concentration of the initiator component iiia is preferably in the range of 0.05 to 2% by weight based on the weight of the monomer to be polymerized. In another aspect of this embodiment, the organic initiator molecule is 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one, 2,2-azobis-(2-amidinopropane)dihydrochloride , 2,2-azobis-(cyano valeric acid), or a combination of two or more thereof is preferably selected from the group consisting of. In another aspect of this embodiment, peroxodisulfate is a compound of the general formula M 2 S 2 O 8 , wherein M is selected from the group consisting of NH 4 , Li, Na, Ka or a combination of two or more thereof. It is desirable. The aforementioned components are particularly suitable for initiating polymerization with UV in the polymerization step (vi) of the process of the invention. With the use of such a composition, a reduction in the residual amount of monomers and a reduction in yellowing of the absorbent polymer particles obtainable by the method according to the invention are further achieved.

이러한 맥락에서, 또한, 중합 개시제를 첨가하는 단계 (iii)는, 단계 (iv) 이전에, 단계 (iv)와 동시에 또는 단계 (iv)와 시기적으로 중복되게, 즉, 모노머 수용액의 산소 함량이 감소되었을 때, 수행할 수 있음에 유념하여야 한다. 과산화수소, 소듐 퍼옥소다이설페이트 및 아스코르브산을 포함하는 바람직한 개시제 시스템과 같이, 2종 이상의 구성 성분을 포함하며, 구성 성분들이 모두 첨가되었을 때에만 활성을 나타내는 중합 개시제 시스템을 사용하는 경우에는, 이들 중합 개시제 시스템의 하나 이상의 구성 성분은, 예를 들어, 제조 단계 (iv) 이전에 첨가되는 반면, 중합 개시제 시스템의 활성을 구현하는데 필요한 나머지 구성 성분 또는 나머지 구성 성분들은 단계 (iv) 이후, 아마도 심지어 제조 단계 (v) 이후에 첨가된다.In this context, also, step (iii) of adding a polymerization initiator may be performed prior to step (iv), simultaneously with step (iv) or in time overlap with step (iv), i.e., the oxygen content of the aqueous monomer solution is reduced. When done, it should be noted that it can be performed. When using a polymerization initiator system that contains two or more constituents and is active only when all of the constituents are added, such as a preferred initiator system containing hydrogen peroxide, sodium peroxodisulfate and ascorbic acid, these polymerizations One or more constituents of the initiator system are added, for example, prior to the preparation step (iv), while the remaining constituents or the remaining constituents necessary to achieve the activity of the polymerization initiator system are after step (iv), possibly even prepared. It is added after step (v).

본 발명에 따른 방법의 제조 단계 (iv)에서, 선택적으로 모노머 수용액의 산소 함량 감소가 수행된다. 선택 단계 (iv), 즉 모노머 수용액의 산소 함량을 낮추는 단계는, 제조 단계 (ii) 이전에, 그 도중에 또는 이후에 수행될 수 있으며, 바람직하게는, 제조 단계 (ii)에서 미세 입자를 첨가한 후, 모노머 수용액의 산소 함량 감소가 수행된다.In the preparation step (iv) of the method according to the invention, optionally, a reduction in the oxygen content of the aqueous monomer solution is carried out. The optional step (iv), that is, the step of lowering the oxygen content of the aqueous monomer solution, may be performed before, during or after the production step (ii), and preferably, fine particles are added in the production step (ii). Thereafter, reduction of the oxygen content of the aqueous monomer solution is performed.

모노머 수용액의 산소 함량 저하는 모노머 수용액을 질소와 같은 불활성 기체와 접촉시킴으로써 달성할 수 있다. 모노머 수용액과 접촉되는 불활성 기체 상 (phase)에는 산소가 없으며, 따라서 매우 낮은 산소 분압을 특징으로 한다. 그 결과, 불활성 기체 상의 산소 분압과 모노머 수용액의 산소 분압이 동일해질 때까지, 산소는 모노머 수용액으로부터 불활성 기체 상으로 전환된다. 모노머 수 상과 불활성 기체 상의 접촉은, 예를 들어, 모노머 용액에 모노머 공급 방향과 동일한 방향으로, 또는 역 방향으로 또는 그 중간 각도로 불활성 기체의 기포를 유입시킴으로써, 달성될 수 있다. 예를 들어, 노즐, 스테틱 믹서 (static mixer), 다이나믹 믹서 (dynamic mixer) 또는 버블 컬럼을 이용해 혼합이 양호하게 이루어질 수 있다. 중합 반응 전에, 모노머 용액의 산소 함량을, 바람직하게는 모노머 용액의 총 중량을 기준으로 1 ppmw (ppm by weight) 미만, 더 바람직하게는 0.5 ppmw 미만으로 떨어뜨린다.The reduction in the oxygen content of the aqueous monomer solution can be achieved by contacting the aqueous monomer solution with an inert gas such as nitrogen. The inert gas phase in contact with the aqueous monomer solution is free of oxygen and is therefore characterized by a very low oxygen partial pressure. As a result, oxygen is converted from the aqueous monomer solution into the inert gas phase until the partial pressure of oxygen in the inert gas phase and the oxygen partial pressure in the aqueous monomer solution become the same. Contact of the monomer water phase and the inert gas phase can be achieved, for example, by introducing bubbles of inert gas into the monomer solution in the same direction as the monomer supply direction, or in the opposite direction or at an intermediate angle thereof. For example, mixing can be performed well using a nozzle, a static mixer, a dynamic mixer, or a bubble column. Prior to the polymerization reaction, the oxygen content of the monomer solution is preferably dropped to less than 1 ppmw (ppm by weight), more preferably less than 0.5 ppmw, based on the total weight of the monomer solution.

본 발명에 따른 방법의 제조 단계 (v)에서, 모노머 수용액은 중합 반응기, 바람직하게는 컨베이어 벨트, 특히 바람직하게는 컨베이어 벨트의 상류 위치로 공급되며, 제조 단계 (vi)에서, 모노머 수용액내 모노머가 중합 반응기에서 중합되어, 폴리머 겔로 제조된다. 중합 반응기로서 중합 벨트 상에서 중합이 수행되는 경우, 컨베이어 벨트의 하류 구역에서 폴리머 겔 스트랜드 (gel strand)로 수득되며, 이는 건조 전 바람직하게는 겔 입자로 파쇄된다.In the production step (v) of the method according to the invention, the aqueous monomer solution is fed to a position upstream of the polymerization reactor, preferably a conveyor belt, particularly preferably a conveyor belt, and in the production step (vi), the monomer in the aqueous monomer solution is It is polymerized in a polymerization reactor to produce a polymer gel. When the polymerization is carried out on a polymerization belt as a polymerization reactor, it is obtained as a polymer gel strand in the downstream section of the conveyor belt, which is preferably crushed into gel particles before drying.

중합 반응기로서는, 당해 기술 분야의 당업자가 수용액에서 아크릴 산과 같은 모노머의 연속 또는 배치식 중합에 적절한 것으로 생각하는 임의의 반응기들을 사용할 수 있다. 적합한 중합 반응기의 예로는 니딩 반응기 (kneading reactor)가 있다. 모노머 수용액의 중합에 의해 형성된 폴리머 겔은, 니더에서, 예를 들어, WO 2001/38402에 기술된 바와 같이 상반회전식 교반기 샤프트 (contrarotatory stirrer shaft)에 의해 연속적으로 파쇄된다.As the polymerization reactor, any reactor that a person skilled in the art considers suitable for continuous or batch polymerization of monomers such as acrylic acid in an aqueous solution can be used. An example of a suitable polymerization reactor is a kneading reactor. The polymer gel formed by polymerization of an aqueous monomer solution is continuously crushed in a kneader, for example by means of a contrarotatory stirrer shaft as described in WO 2001/38402.

바람직한 중합 반응기에 대한 다른 예는 컨베이어 벨트 (conveyor belt)이다. 본 발명에 따른 방법에 이용가능한 컨베이어 벨트로서는, 당해 기술 분야의 당업자가, 전술한 모노머 수용액이 그 위로 적재된 다음 중합에 의해 하이드로 겔을 형성하기에 적합한 지지 물질로서 유용한 것으로 생각하는 임의의 컨베이어 벨트를 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 방법에 사용될 수 있는 컨베이어 벨트의 예들은 DE-A-35 44 770, EP-A-0 955 086 및 EP-A-1 683 813에 기술되어 있다.Another example for a preferred polymerization reactor is a conveyor belt. As a conveyor belt usable in the method according to the present invention, any conveyor belt which a person skilled in the art considers useful as a suitable support material for forming a hydrogel by polymerization after the above-described aqueous monomer solution is loaded thereon. Can be used. Examples of conveyor belts that can be used in the method according to the invention are described in DE-A-35 44 770, EP-A-0 955 086 and EP-A-1 683 813.

컨베이어 벨트는 일반적으로 지지 부재 위를 지나가는 무한이동 컨베이어 벨트 (endless moving conveyor belt)와 2개 이상의 가이드 롤러 (guide roller)를 포함하며, 롤러 중 적어도 1개는 벨트를 구동하고, 다른 1개는 조정가능하게 구성된다. 선택적으로, 컨베이어 벨트의 상부면 상에 섹션형으로 사용될 수 있는 이형 시트 (release sheet)를 위한 와인딩 앤 피드 장치 (winding and feed system)가 제공된다. 이 장치는 반응 구성 성분들에 대한 공급 및 계측 시스템과, 공급 및 계측 시스템 다음에, 냉각 및 가열 장치와 더불어, 컨베이어 벨트의 이동 방향으로 배치되는 선택적인 광 조사 수단 (irradiating mean), 및 컨베이어 벨트의 리턴 운행용 가이드 롤러의 근처에 배치되는 폴리머 겔 스트랜드의 회수 시스템 (removal system)을 포함한다. 본 발명에 따르면, 가능한 최대 공간-시간 수율로 중합을 완료하기 위해, 컨베이어 벨트의 상위 런 (upper run) 근처에 수평 지지 부재의 양측 상에, 공급 및 계측 시스템 구역에서 시작하여, 상방으로 연장되는 지지 부재가 존재하는데, 이 상방으로 연장되는 지지 부재는, 그 종축이 상위 런 아래에 있는 포인트에서 서로 교차하며, 컨베이어 벨트가 적절한 트로프-형태 (trough-shaped)가 되도록 컨베이어 벨트를 지지한다. 따라서, 본 발명에 따르면, 컨베이어 벨트는, 반응 성분들의 공급 시스템 근처에서, 유입되는 반응 성분들을 위해 딥 트로프-유사 또는 디쉬-유사 구조를 형성하는 복수의 트로프-형태의 지지 및 베어링 (bearing) 부재들에 의해, 지지된다. 바람직한 트로프-유사 형태는 상위 런의 경로의 길이를 따라 배치되는 지지 부재들의 형태와 배치에 의해 결정된다. 지지 부재들은, 반응 성분들이 유입되는 구역에서는 서로 상대적으로 인접하여야 하지만, 그 이후 구역에서는, 중합이 개시된 후, 지지 부재들이 서로 다소 이격되어 배치될 수 있다. 지지 부재의 경사 각도와 지지 부재의 단면 (cross-section)은, 처음의 딥 트로프를 중합 구역의 종료 지점으로 갈수록 점차 평평하게 하고 이를 다시 확장된 상태로 만들도록, 달라질 수 있다. 본 발명에 대한 추가적인 구현예에서, 각각의 지지 부재는 바람직하게는 종축을 중심으로 회전가능한 실린더형 또는 구형 롤러에 의해 형성된다. 롤러의 구조 뿐만 아니라 롤러의 단면을 변화시킴으로써, 트로프의 바람직한 단면 형태가 쉽게 달성된다. 벨트가 평평한 형태에서 트로프-형 형상으로 이행되는 경우와 다시 평평한 형태로 복구되는 경우에, 컨베이어 벨트에 의한 트로프의 적절한 형태 형성이 확실하게 이루어지도록, 종 방향 및 횡 방향으로 모두 가요성인 컨베이어 벨트가 바람직하다. 제조 단계 (vi)에서, 모노머 수용액의 모노머는 바람직하게는 벨트 상에서 중합되며, 그로 인해 폴리머 겔이 수득된다. 바람직하게는, 폴리머 겔이 벨트의 하류 구역에서 수득된다. 폴리머 겔은, 건조 전에, 바람직하게는 파쇄하여, 폴리머 겔 입자로 수득된다.The conveyor belt generally includes an endless moving conveyor belt and two or more guide rollers passing over a support member, at least one of the rollers driving the belt and the other one adjusting It is configured to be possible. Optionally, a winding and feed system is provided for a release sheet which can be used in section on the upper surface of the conveyor belt. The device comprises a supply and metering system for the reactive components, followed by the supply and metering system, along with a cooling and heating device, an optional irradiating mean arranged in the direction of movement of the conveyor belt, and a conveyor belt. And a removal system of polymer gel strands disposed in the vicinity of the guide rollers for return travel of the. According to the invention, in order to complete the polymerization at the maximum possible space-time yield, on both sides of the horizontal support member near the upper run of the conveyor belt, starting in the supply and metering system area, extending upwardly. There is a support member, which upwardly extending support members intersect each other at a point where their longitudinal axes are below the upper run, and support the conveyor belt so that the conveyor belt is properly trough-shaped. Thus, according to the present invention, the conveyor belt comprises a plurality of trough-shaped support and bearing members forming a deep trough-like or dish-like structure for the incoming reaction components, near the supply system of the reaction components. Supported by the field. The preferred trough-like shape is determined by the shape and arrangement of the support members disposed along the length of the path of the upper run. The supporting members should be relatively adjacent to each other in the zone into which the reaction components are introduced, but in subsequent zones, after polymerization has begun, the supporting members may be arranged somewhat spaced apart from each other. The angle of inclination of the support member and the cross-section of the support member may be varied so as to gradually flatten the initial deep trough toward the end of the polymerization zone and bring it back into an expanded state. In a further embodiment of the invention, each support member is preferably formed by a cylindrical or spherical roller rotatable about its longitudinal axis. By changing the structure of the roller as well as the cross section of the roller, the desired cross-sectional shape of the trough is easily achieved. When the belt transitions from a flat shape to a trough-shaped shape and when it is restored to a flat shape again, a conveyor belt that is flexible in both the longitudinal direction and the transverse direction is provided to ensure proper formation of the trough by the conveyor belt. desirable. In the production step (vi), the monomers of the aqueous monomer solution are preferably polymerized on a belt, whereby a polymer gel is obtained. Preferably, the polymer gel is obtained in the area downstream of the belt. The polymer gel is preferably crushed before drying to obtain polymer gel particles.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 모노머 용액에 대해 라디칼 중합을 수행하여, 폴리머 전구체를 수득한다. 라디칼 중합은 당해 기술 분야의 당업자에 의해 선택될 수 있는 임의의 수단에 의해 개시될 수 있다. 바람직하게는, 개시는 열, 광 조사 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 광 조사에 의한 개시가 바람직하다. 광 조사는 바람직하게는 UV 조사에 의해 제공된다. 바람직하게는, 폴리머 전구체는 추가적인 가교 단계를 거친다. 추가적인 가교 단계는 당해 기술 분야의 당업자가 가교 단계로 선택할 수 있는 임의의 단계로 제공될 수 있다. 추가적인 가교 단계는 아래 단계들을 포함할 수 있다:In a preferred embodiment of the present invention, radical polymerization is performed on the monomer solution to obtain a polymer precursor. Radical polymerization can be initiated by any means that can be selected by one of ordinary skill in the art. Preferably, the initiation is selected from the group consisting of heat, light irradiation, or combinations thereof. Initiation by light irradiation is preferred. Light irradiation is preferably provided by UV irradiation. Preferably, the polymer precursor is subjected to an additional crosslinking step. The additional crosslinking step can be provided as any step that a person skilled in the art can select as a crosslinking step. Additional crosslinking steps may include the following steps:

a1. 폴리머 전구체에 모노머 첨가;a1. Monomer addition to the polymer precursor;

a2. 폴리머 전구체에 가교제 (α3) 첨가;a2. Addition of a crosslinking agent (?3) to the polymer precursor;

a3. 폴리머 전구체에 개시제 첨가;a3. Adding an initiator to the polymer precursor;

a4. 중합 개시.a4. Initiation of polymerization.

단계 a1 - a4는 단독으로 수행되거나, 또는 이들의 임의 조합과 임의 순서로 수행될 수 있다.Steps a1 to a4 may be performed alone, or may be performed in any order with any combination thereof.

본 발명에 따른 방법의 제조 단계 (vii)에서, 중합 반응기에서 수득되는 폴리머 겔 미립자, 바람직하게는, 니딩 반응기에서 수득되는 폴리머 겔 입자 또는 컨베이어 벨트의 하류 구역에서 수득되는 폴리머 겔 스트랜드는, 반응기로부터 배출되며, 특히 컨베이어 벨트 상에서 수득되는 폴리머 겔 스트랜드는 (추가적으로) 파쇄 처리되어, 폴리머 겔 입자로 수득된다. 바람직하게는, 제조되는 폴리머 겔 스트랜드는 소프트한 반-고체 농도의 긴 스트랜드로서 컨베이어 벨트로부터 회수된 후, 파쇄와 같은 추가적인 가공 처리를 위해 이송된다.In the production step (vii) of the method according to the invention, the polymer gel particles obtained in the polymerization reactor, preferably the polymer gel particles obtained in the kneading reactor or the polymer gel strands obtained in the downstream section of the conveyor belt, are obtained from the reactor. The polymer gel strands discharged, in particular obtained on a conveyor belt, are (additionally) crushed to obtain polymer gel particles. Preferably, the polymer gel strands produced are recovered from the conveyor belt as long strands of soft semi-solid concentration and then conveyed for further processing such as crushing.

폴리머 겔 또는 겔 스트랜드의 파쇄는 바람직하게는 적어도 3 단계로 수행된다:The crushing of the polymer gel or gel strand is preferably carried out in at least 3 steps:

- 제1 단계에서는, 절단 유닛, 바람직하게는 나이프, 예를 들어, WO-A-96/36464에 언급된 나이프를 사용해, 폴리머 겔이 납작한 겔 스트립으로, 바람직하게는 길이가 5 내지 500 mm, 바람직하게는 10 내지 300 mm, 특히 바람직하게는 100 내지 200 mm 범위이고, 높이가 1 내지 30 mm, 바람직하게는 5 내지 25 mm, 특히 바람직하게는 10 내지 20 mm 범위이며, 폭이 1 내지 500 mm, 바람직하게는 5 내지 250 mm, 특히 바람직하게는 10 내지 200 mm 범위인, 납작한 겔 스트립으로 절단된다;-In the first step, using a cutting unit, preferably a knife, for example the knife mentioned in WO-A-96/36464, the polymer gel into a flat gel strip, preferably 5 to 500 mm in length, It is preferably in the range of 10 to 300 mm, particularly preferably in the range of 100 to 200 mm, the height is in the range of 1 to 30 mm, preferably in the range of 5 to 25 mm, particularly preferably in the range of 10 to 20 mm, and the width is in the range of 1 to 500 mm, preferably in the range of 5 to 250 mm, particularly preferably in the range of 10 to 200 mm, cut into flat gel strips;

- 제2 단계에서는, 종절 유닛 (shredding unit), 바람직하게는 브레이커 (breaker)를 사용해, 겔 스트립이 겔 조각으로, 바람직하게는 길이가 3 내지 100 mm, 바람직하게는 5 내지 50 mm 범위이고, 높이가 1 내지 25 mm, 바람직하게는 3 내지 20 mm 범위이며, 폭이 1 내지 100 mm, 바람직하게는 3 내지 20 mm 범위인, 겔 조각으로 파쇄된다;-In the second step, using a shredding unit, preferably a breaker, the gel strip is a piece of gel, preferably in the range from 3 to 100 mm, preferably from 5 to 50 mm, Crushed into pieces of gel, with a height ranging from 1 to 25 mm, preferably 3 to 20 mm, and a width ranging from 1 to 100 mm, preferably 3 to 20 mm;

- 제3 단계에서는, "울프 (wolf, 분쇄)" 유닛, 바람직하게는 민서 (mincer), 바람직하게는 스크류가 유공판 쪽으로 움직이는 스크류와 유공판을 구비한 민서를 이용해, 겔 조각을 바람직하게는 겔 조각 보다 더 작은 폴리머 겔 입자로 갈고 으깬다.-In the third step, a "wolf (crushing)" unit, preferably a mincer, preferably a mincer with a screw and a perforated plate with a screw moving toward the perforated plate, is used, preferably a piece of gel Grind and mash into polymer gel particles that are smaller than a piece of gel.

이로써 최적의 표면적 용적비 (surface-volume ratio)가 달성되며, 이는 제조 단계 (viii)의 건조 거동 (drying behaviour)에 유리하다. 이런 방식으로 파쇄된 겔은 특히 벨트 건조에 적합하다. 3단계로 이루어지는 파쇄는 과립 커널 (granulate kernel) 사이에 존재하는 공기 채널로 인해 더 양호한 "에어러빌러티 (airability)"를 부여한다.This achieves an optimum surface-volume ratio, which is advantageous for the drying behavior of the manufacturing step (viii). Gels crushed in this way are particularly suitable for belt drying. The crushing in three steps imparts better "airability" due to the air channels existing between the granulate kernels.

본 발명에 따른 방법의 제조 단계 (viii)에서는, 폴리머 겔이 건조된다. 이러한 건조 단계 (viii) 중에, 0.5 내지 5 t, 또는 바람직하게는 0.8 내지 4.5 t 범위의 폴리머 겔 양을 기준으로, 수분이 120 내지 240 kg/분, 바람직하게는 130 내지 230 kg/분, 또는 바람직하게는 140 내지 220 kg/분, 또는 바람직하게는 150 내지 210 kg/분, 또는 바람직하게는 160 내지 200 kg/분 범위로 제거된다. 바람직하게는, 폴리머 겔 총 중량을 기준으로 40 내지 60 중량%에서 건조된 폴리머의 전체 중량을 기준으로 3 내지 7 중량%으로의 수분 감소가, 1 내지 60분, 또는 바람직하게는 2 내지 50분, 또는 바람직하게는 3 내지 40분 범위내에 달성된다. 수득되는 건조 폴리머는, 바람직하게는, 수분 함량이, 건조된 폴리머의 전체 중량을 기준으로 3 내지 7 중량%, 또는 바람직하게는 3.5 내지 6.5 중량%, 또는 바람직하게는 4 내지 6 중량% 범위이다. 수분 함량은 칼-피셔 적정법에 의해 측정된다.In the production step (viii) of the method according to the invention, the polymer gel is dried. During this drying step (viii), based on the amount of polymer gel in the range of 0.5 to 5 t, or preferably 0.8 to 4.5 t, the moisture is 120 to 240 kg/min, preferably 130 to 230 kg/min, or It is preferably removed in the range of 140 to 220 kg/min, or preferably 150 to 210 kg/min, or preferably 160 to 200 kg/min. Preferably, the moisture reduction from 40 to 60% by weight based on the total weight of the polymer gel to 3 to 7% by weight based on the total weight of the dried polymer is 1 to 60 minutes, or preferably 2 to 50 minutes. , Or is preferably achieved within the range of 3 to 40 minutes. The dry polymer obtained preferably has a moisture content in the range of 3 to 7% by weight, or preferably 3.5 to 6.5% by weight, or preferably 4 to 6% by weight, based on the total weight of the dried polymer. . Moisture content is determined by Karl-Fischer titration.

폴리머 겔의 건조는 당해 기술 분야의 당업자가 폴리머 겔 또는 전술한 겔 입자를 건조하는데 적절한 것으로 생각하는 임의의 건조기 또는 오븐에서 수행될 수 있다. 로터리 튜브 퍼니스 (Rotary tube furnace), 유동층 건조기 (fluidised bed dryer), 플레이트 건조기 (plate dryer), 패들 건조기 (paddle dryer) 및 적외선 건조기 (infrared dryer)가 예로 언급될 수 있다.Drying of the polymer gel can be carried out in any dryer or oven that one of ordinary skill in the art considers to be suitable for drying the polymer gel or the aforementioned gel particles. Examples include a rotary tube furnace, a fluidized bed dryer, a plate dryer, a paddle dryer, and an infrared dryer.

특히 벨트 건조기가 바람직하다. 벨트 건조기는 특히 스루-에어러블 (through-airable) 제품의 가혹하지 않은 처리를 위한 대류 건조 시스템 (convective system of drying)이다. 건조시킬 제품을 기체의 통과가 가능한 연속 컨베이어 벨트 위에 놓고, 가열된 기체 스트림, 바람직하게는 공기의 흐름에 노출시킨다. 건조 기체는 바람직하게는 제품 층을 반복적으로 통과하는 동안에 극히 고도로 포화될 수 있도록 재순환된다. 건조 기체 중 소정의 분획, 바람직하게는 1회 통과 시 기체 함량의 10 % 이상, 더 바람직하게는 15 % 이상, 가장 바람직하게는 20 % 이상, 바람직하게는 최대 50 %, 더 바람직하게는 최대 40 %, 가장 바람직하게는 최대 30 %가 고도로 포화된 증기로서 건조기에서 배출되어, 제품으로부터 증발된 소정의 수분을 제거한다. 가열된 기체 스트림의 온도는 바람직하게는 50℃ 이상, 더 바람직하게는 100℃ 이상, 가장 바람직하게는 150℃ 이상, 바람직하게는 최대 250℃, 더 바람직하게는 최대 220℃, 가장 바람직하게는 최대 200℃이다.In particular, a belt dryer is preferred. Belt dryers are in particular convective system of drying for the non-harsh treatment of through-airable products. The product to be dried is placed on a continuous conveyor belt through which gas is allowed and exposed to a heated gas stream, preferably a stream of air. The drying gas is preferably recycled so that it can be extremely highly saturated during iterative passage through the product bed. A predetermined fraction of the dry gas, preferably at least 10%, more preferably at least 15%, most preferably at least 20%, preferably at most 50%, more preferably at most 40 of the gas content in one pass. %, most preferably at most 30%, is discharged from the dryer as highly saturated vapor to remove any evaporated moisture from the product. The temperature of the heated gas stream is preferably at least 50° C., more preferably at least 100° C., most preferably at least 150° C., preferably at most 250° C., more preferably at most 220° C., most preferably at most. It is 200°C.

건조기의 크기와 디자인은 처리할 제품, 제조 용량 및 건조 용량 (drying duty)에 따라 결정된다. 벨트 건조기는 싱글-벨트, 멀티-벨트, 다단 (multi-stage) 또는 다층 (multistory system) 시스템으로서 구현될 수 있다. 본 발명은 바람직하게는 하나 이상의 벨트를 구비한 벨트 건조기를 이용해 실시된다. 1-벨트 건조기가 특히 바람직하다. 벨트-건조 작업의 최적 성능을 확보하기 위해, 흡수성 폴리머의 건조 특성은 선택된 가공 파라미터에 따라 각각 결정된다. 벨트의 홀 크기와 메쉬 크기는 제품에 맞게 설정된다. 마찬가지로, 전해 연마 (electropolishing) 또는 테플론 처리 (teflonizing)와 같은 소정의 표면 강화도 가능하다.The size and design of the dryer will depend on the product being processed, the manufacturing capacity and the drying duty. The belt dryer can be implemented as a single-belt, multi-belt, multi-stage or multistory system system. The invention is preferably practiced using a belt dryer with one or more belts. One-belt dryers are particularly preferred. In order to ensure optimal performance of the belt-drying operation, the drying properties of the absorbent polymer are each determined according to the selected processing parameters. The belt hole size and mesh size are set according to the product. Likewise, certain surface hardening, such as electropolishing or teflonizing, is also possible.

건조시킬 폴리머 겔은 바람직하게는 스위블 벨트 (swivel belt)를 이용해 벨트 건조기의 벨트로 인가된다. 공급 높이, 즉 스위블 벨트와 벨트 건조기의 벨트 간의 수직 거리는, 바람직하게는 10 cm 이상, 더 바람직하게는 20 cm 이상, 가장 바람직하게는 30 cm 이상이며, 바람직하게는 200 cm 이하, 더 바람직하게는 120 cm 이하, 가장 바람직하게는 40 cm 이하이다. 벨트 건조기 상의 건조시킬 폴리머 겔의 두께는 바람직하게는 2 cm 이상, 더 바람직하게는 5 cm 이상, 가장 바람직하게는 8 cm 이상이며, 바람직하게는 20 cm 이하, 더 바람직하게는 15 cm 이하, 가장 바람직하게는 12 cm 이하이다. 벨트 건조기의 벨트 속도는 바람직하게는 0.005 m/s 이상, 더 바람직하게는 0.01 m/s 이상, 가장 바람직하게는 0.015 m/s 이상이며, 바람직하게는 0.05 m/s 이하, 더 바람직하게는 0.03 m/s 이하, 가장 바람직하게는 0.025 m/s 이하이다.The polymer gel to be dried is preferably applied to the belt of a belt dryer using a swivel belt. The feeding height, i.e. the vertical distance between the swivel belt and the belt of the belt dryer, is preferably 10 cm or more, more preferably 20 cm or more, most preferably 30 cm or more, preferably 200 cm or less, more preferably It is 120 cm or less, most preferably 40 cm or less. The thickness of the polymer gel to be dried on the belt dryer is preferably 2 cm or more, more preferably 5 cm or more, most preferably 8 cm or more, preferably 20 cm or less, more preferably 15 cm or less, most It is preferably 12 cm or less. The belt speed of the belt dryer is preferably 0.005 m/s or more, more preferably 0.01 m/s or more, most preferably 0.015 m/s or more, preferably 0.05 m/s or less, more preferably 0.03. m/s or less, most preferably 0.025 m/s or less.

아울러, 본 발명에 따르면, 폴리머 겔은 건조된 폴리머 겔을 기준으로 0.5 내지 25 중량%, 바람직하게는 1 내지 10 중량%, 특히 바람직하게는 3 내지 7 중량% 범위의 수분 함량을 포함하도록 건조되는 것이 바람직하다.In addition, according to the present invention, the polymer gel is dried to contain a moisture content in the range of 0.5 to 25% by weight, preferably 1 to 10% by weight, particularly preferably 3 to 7% by weight, based on the dried polymer gel. It is desirable.

본 발명에 따른 방법의 제조 단계 (ix)에서는, 건조된 폴리머 겔을 분쇄하여, 흡수성 폴리머 입자로 수득한다.In the production step (ix) of the method according to the present invention, the dried polymer gel is pulverized to obtain absorbent polymer particles.

건조된 폴리머 겔을 분쇄하기 위해, 당해 기술 분야의 당업자가 건조된 폴리머 겔 또는 전술한 건조된 폴리머 겔을 분쇄하기에 적합한 것으로 생각하는 모든 장치들을 사용할 수 있다. 적합한 분쇄 장치에 대한 예로서, 1단- 또는 다단 롤 밀, 바람직하게는 2단 또는 3단 롤 밀, 핀 밀, 해머 밀 또는 진동 밀 (vibratory mill)이 언급될 수 있다.For pulverizing the dried polymer gel, any apparatus that one skilled in the art considers suitable for pulverizing the dried polymer gel or the dried polymer gel described above can be used. As examples of suitable grinding devices, mention may be made of a single- or multi-stage roll mill, preferably a two- or three-stage roll mill, a pin mill, a hammer mill or a vibratory mill.

본 발명에 따른 방법의 제조 단계 (x)에서는, 흡수성 폴리머 분쇄 입자를 바람직하게는 적절한 체 (sieve)를 사용해 분급한다. 여기에서, 흡수성 폴리머 입자의 분급 후, 흡수성 폴리머 입자의 총 중량을 기준으로 각각, 입자 크기가 150 ㎛ 미만인 폴리머 입자의 비율은 10 중량% 미만, 바람직하게는 8 중량% 미만, 특히 바람직하게는 6 중량% 미만이고, 입자 크기가 850 ㎛ 보다 큰 폴리머 입자의 비율은 10 중량% 미만, 바람직하게는 8 중량% 미만, 특히 바람직하게는 6 중량% 미만인 것이, 특히 바람직하다. 또한, 흡수성 폴리머 입자의 분급 후, 흡수성 폴리머 입자의 30 중량% 이상, 바람직하게는 40 중량% 이상, 더 바람직하게는 50 중량% 이상이 300 내지 600 ㎛ 범위의 입자 크기를 가지는 것이, 바람직하다.In the production step (x) of the method according to the invention, the pulverized water absorbent polymer particles are preferably classified using a suitable sieve. Here, after classification of the absorbent polymer particles, the proportion of the polymer particles having a particle size of less than 150 μm, respectively, based on the total weight of the absorbent polymer particles is less than 10% by weight, preferably less than 8% by weight, particularly preferably 6 It is particularly preferred that the proportion of polymer particles which is less than% by weight and the particle size is greater than 850 μm is less than 10% by weight, preferably less than 8% by weight, particularly preferably less than 6% by weight. In addition, after classification of the water absorbent polymer particles, it is preferable that 30% by weight or more, preferably 40% by weight or more, more preferably 50% by weight or more of the water absorbent polymer particles have a particle size in the range of 300 to 600 μm.

본 발명에 따른 방법의 제조 단계 (xi)에서, 분쇄 및 분급된 흡수성 폴리머 입자의 표면에 대해 선택적으로 가공 처리한다. 흡수성 폴리머 입자의 표면을 가공 처리하기 위한 수단으로서는, 당해 기술 분야의 당업자가 이러한 목적에 적합한 것으로 생각하는 모든 수단들을 사용할 수 있다. 표면 처리의 예로는, 예를 들어, 표면 가공, 알루미늄 설페이트 또는 알루미늄 락테이트와 같은 수용성 염을 이용한 표면 처리, 이산화규소와 같은 무기 입자를 이용한 표면 처리 등을 포함한다. 바람직하게는, 폴리머 입자 (가교제, 수용성 염)의 표면 처리에 사용되는 성분은, 수용액 형태로, 흡수성 폴리머 입자에 첨가된다. 입자를 이 수용액과 혼합한 후, 표면 가교 반응을 촉진하기 위해, 150 내지 230℃, 바람직하게는 160 내지 200℃의 범위로 가열한다. 흡수성 폴리머 입자 또는 표면-가교된 흡수성 입자에 대한 바람직한 추가적인 처리는, 입자를 제올라이트와 1회 또는 2회 이상 혼합하는 것이다. 제올라이트는, 바람직하게는, Ag, Na, Zn로 이루어진 군으로부터 선택되는 원소 하나 또는 이들 2 이상의 혼합물을 포함한다. 바람직하게는, 제올라이트는 흡수성 폴리머 입자의 총 중량을 기준으로 0.05 내지 5 중량% 범위 또는 바람직하게는 0.1 내지 13 중량% 범위 또는 바람직하게는 0.2 내지 10 중량% 범위로 흡수성 폴리머 입자와 혼합된다. 이러한 유형의 처리에 의해, 후-처리된 흡수성 폴리머 입자가 수득된다.In the production step (xi) of the method according to the invention, the surface of the pulverized and classified absorbent polymer particles is selectively processed. As a means for processing the surface of the absorbent polymer particles, any means considered suitable for this purpose can be used by those skilled in the art. Examples of the surface treatment include, for example, surface treatment, surface treatment using water-soluble salts such as aluminum sulfate or aluminum lactate, surface treatment using inorganic particles such as silicon dioxide, and the like. Preferably, the component used for surface treatment of the polymer particles (crosslinking agent, water-soluble salt) is added to the water absorbent polymer particles in the form of an aqueous solution. After mixing the particles with this aqueous solution, it is heated in the range of 150 to 230°C, preferably 160 to 200°C in order to accelerate the surface crosslinking reaction. A preferred additional treatment for the absorbent polymer particles or surface-crosslinked absorbent particles is to mix the particles once or more than once with the zeolite. The zeolite preferably contains one element selected from the group consisting of Ag, Na, and Zn, or a mixture of two or more thereof. Preferably, the zeolite is mixed with the absorbent polymer particles in the range of 0.05 to 5% by weight or preferably in the range of 0.1 to 13% by weight or preferably in the range of 0.2 to 10% by weight, based on the total weight of the absorbent polymer particles. By this type of treatment, post-treated absorbent polymer particles are obtained.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 단계 (i2)에서 아크릴레이트 상의 중화도는 > 1, 바람직하게는 > 1.05, 더 바람직하게는 > 1.1, 가장 바람직하게는 > 1.15이다. 바람직하게는, 단계 (i2)에서 아크릴레이트 상의 중화도는 1.2 이하이다.In a preferred embodiment of the invention, the degree of neutralization of the acrylate phase in step (i2) is> 1, preferably> 1.05, more preferably> 1.1, most preferably> 1.15. Preferably, the degree of neutralization of the acrylate phase in step (i2) is not more than 1.2.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 아크릴산의 1차 분획의 온도와 하이드록사이드의 온도는 2 K 이상, 바람직하게는 5 K 이상, 더 바람직하게는 10 K 이상, 더 바람직하게는 15 K 이상, 더 바람직하게는 20 K 이상, 가장 바람직하게는 25 K 이상의 차이를 가진다. 바람직하게는, 하이드록사이드는 0 내지 20℃, 더 바람직하게는 0 내지 15℃, 더 바람직하게는 0 내지 10℃, 가장 바람직하게는 0 내지 5℃ 범위의 온도를 가진다.In a preferred embodiment of the present invention, the temperature of the first fraction of acrylic acid and the temperature of the hydroxide are 2 K or more, preferably 5 K or more, more preferably 10 K or more, more preferably 15 K or more, more Preferably it has a difference of 20 K or more, and most preferably 25 K or more. Preferably, the hydroxide has a temperature in the range of 0 to 20°C, more preferably 0 to 15°C, more preferably 0 to 10°C, most preferably 0 to 5°C.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 아크릴산의 추가 분획은 아크릴산 추가 분획의 총 중량을 기준으로 수분을 5 중량% 미만으로, 바람직하게는 3 중량% 미만으로, 더 바람직하게는 2 중량% 미만으로 포함한다.In a preferred embodiment of the present invention, the additional fraction of acrylic acid comprises less than 5% by weight, preferably less than 3% by weight, more preferably less than 2% by weight of moisture, based on the total weight of the acrylic acid addition fraction. .

본 발명의 바람직한 구현예에서, 아크릴산의 1차 분획은, 아크릴산 1차 분획 총 중량을 기준으로 수분을 50 중량% 이상으로, 바람직하게는 60 중량% 이상으로, 더 바람직하게는 60 내지 70 중량%, 더 바람직하게는 62 내지 68 중량%, 더 바람직하게는 62 내지 66 중량%, 가장 바람직하게는 63 내지 64 중량%로 포함한다.In a preferred embodiment of the present invention, the first fraction of acrylic acid contains a moisture content of 50% by weight or more, preferably 60% by weight or more, more preferably 60 to 70% by weight, based on the total weight of the acrylic acid first fraction. , More preferably 62 to 68% by weight, more preferably 62 to 66% by weight, and most preferably 63 to 64% by weight.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 모노머 용액의 pH는 8 내지 12, 바람직하게는 8 내지 11, 더 바람직하게는 8 내지 10, 가장 바람직하게는 8 내지 9의 범위이다.In a preferred embodiment of the present invention, the pH of the monomer solution is in the range of 8 to 12, preferably 8 to 11, more preferably 8 to 10, most preferably 8 to 9.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 하이드록사이드는 소듐 하이드록사이드, 포타슘 하이드록사이드 및 리튬 하이드록사이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 이들 중 2 이상의 혼합물이다.In a preferred embodiment of the invention, the hydroxide is one or a mixture of two or more of them selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 모노머 용액의 산소 기체 함량은 모노머 용액의 중량을 기준으로 3 내지 15 wt.-ppm, 바람직하게는 5 내지 12 wt.-ppm, 더 바람직하게는 6 내지 10 wt.-ppm 범위이다. 바람직하게는, 모노머 용액은 산소 기체로 포화된다.In a preferred embodiment of the present invention, the oxygen gas content of the monomer solution is 3 to 15 wt.-ppm, preferably 5 to 12 wt.-ppm, more preferably 6 to 10 wt. -ppm range. Preferably, the monomer solution is saturated with oxygen gas.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 추가적인 접촉 단계에서 모노머 용액을 활성 탄소와 접촉시킨다. 바람직하게는, 추가적인 접촉 단계는 단계 (i2) 이전에 수행된다. 바람직하게는, 추가적인 접촉 단계는 60 - 240분, 바람직하게는 80 - 220분, 더 바람직하게는 100 - 200분, 가장 바람직하게는 120 - 180분 범위의 기간 동안 수행된다. 바람직하게는, 추가적인 접촉 단계에 사용되는 활성 탄소의 양은 모노머 용액의 총 중량을 기준으로 0.05 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%, 더 바람직하게는 0.2 내지 1 중량% 범위이다. 바람직하게는, 활성 탄소는 과립을 포함한 분말이다. 바람직하게는, 과립의 직경은 1.0 mm 미만, 바람직하게는 0.7 mm 미만, 더 바람직하게는 0.5 mm 미만이다.In a preferred embodiment of the invention, the monomer solution is contacted with activated carbon in an additional contacting step. Preferably, an additional contacting step is carried out prior to step (i2). Preferably, the further contacting step is carried out for a period in the range of 60-240 minutes, preferably 80-220 minutes, more preferably 100-200 minutes, most preferably 120-180 minutes. Preferably, the amount of activated carbon used in the further contacting step is in the range of 0.05 to 10% by weight, preferably 0.1 to 5% by weight, more preferably 0.2 to 1% by weight, based on the total weight of the monomer solution. Preferably, the activated carbon is a powder comprising granules. Preferably, the diameter of the granules is less than 1.0 mm, preferably less than 0.7 mm, more preferably less than 0.5 mm.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 적어도 1차 접촉 단계 또는 2차 접촉 단계 또는 이 두 단계 모두 10 내지 300분, 바람직하게는 20 내지 250분, 더 바람직하게는 30 내지 200분 범위의 기간 동안 수행된다.In a preferred embodiment of the invention, at least the first contact step or the second contact step or both steps are carried out for a period in the range of 10 to 300 minutes, preferably 20 to 250 minutes, more preferably 30 to 200 minutes. .

본 발명의 바람직한 구현예에서, 적어도 1차 접촉 단계 또는 2차 접촉 단계 또는 이 두 단계 모두, 바람직하게는, 이 두 단계 모두 (sum), 40℃ 미만, 바람직하게는 30℃ 미만, 더 바람직하게는 25℃ 미만인 모노머 수용액 온도에서 수행된다.In a preferred embodiment of the invention, at least a first contact step or a second contact step or both, preferably both steps (sum), less than 40° C., preferably less than 30° C., more preferably Is carried out at a temperature of the aqueous monomer solution below 25°C.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 단계 (v)에서, 중합 반응기는 중합 벨트 반응기이다. 바람직한 중합 벨트 반응기는 컨베이어 벨트, 바람직하게는 무한이동 컨베이어 벨트 (endless conveyor belt)를 포함한다.In a preferred embodiment of the invention, in step (v), the polymerization reactor is a polymerization belt reactor. A preferred polymerization belt reactor comprises a conveyor belt, preferably an endless conveyor belt.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 제조 단계 (vii)에서 배출되는 폴리머 겔은 폴리머 겔을 기준으로 40 내지 60 중량%, 바람직하게는 50 내지 60 중량%, 더 바람직하게는 53 내지 56 중량%의 범위로 수분을 포함한다.In a preferred embodiment of the present invention, the polymer gel discharged in the preparation step (vii) is in the range of 40 to 60% by weight, preferably 50 to 60% by weight, more preferably 53 to 56% by weight, based on the polymer gel. Contains moisture as.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 제조 단계 (vii)에서 배출되는 폴리머 겔은, 10 내지 200 mm, 바람직하게는 10 내지 100 mm, 더 바람직하게는 15 내지 75 mm, 가장 바람직하게는 15 내지 50 mm 범위의 두께를 특징으로 하는, 폴리머 겔 시트이다.In a preferred embodiment of the present invention, the polymer gel discharged in the preparation step (vii) is 10 to 200 mm, preferably 10 to 100 mm, more preferably 15 to 75 mm, most preferably 15 to 50 mm. It is a polymer gel sheet, characterized by a range of thicknesses.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 제조 단계 (vii)에서 배출되는 폴리머 겔은, 30 내지 300 cm, 바람직하게는 50 내지 250 cm, 더 바람직하게는 60 내지 200 cm, 가장 바람직하게는 80 내지 100 cm 범위의 너비를 특징으로 하는, 폴리머 겔 시트이다.In a preferred embodiment of the present invention, the polymer gel discharged in the production step (vii) is 30 to 300 cm, preferably 50 to 250 cm, more preferably 60 to 200 cm, most preferably 80 to 100 cm. It is a polymer gel sheet, characterized by a range of widths.

본 발명의 일 구현예에서, 단계 (vi)에서 중합은 발포제의 존재 하에 수행된다. 발포제는 단계 (i), 단계 (ii), 단계 (iii), 단계 (iv), 단계 (v) 및 단계 (vi)로 이루어진 군으로부터 선택되는 한가지 단계 또는 이들 2 이상의 조합에서 모노머 수용액에 첨가될 수 있다. 바람직하게는, 발포제는 단계 (i)에서 모노머 용액에 첨가된다. 발포제는 단계 (vi)의 중합 개시 전에, 또는 그 직후에 첨가되어야 한다. 특히 바람직하게는, 발포제는 개시제 또는 개시제 시스템의 성분을 첨가한 직후 또는 첨가와 동시에 모노머 용액에 첨가된다. 바람직하게는, 발포제는, 모노머 용액의 총 중량을 기준으로, 500 내지 4000 ppmw, 바람직하게는 1000 내지 3500 ppmw, 더 바람직하게는 1500 내지 3200 ppmw, 가장 바람직하게는 2000 내지 3000 ppmw 범위의 함량으로 모노머 용액에 첨가된다.In one embodiment of the invention, the polymerization in step (vi) is carried out in the presence of a blowing agent. The blowing agent is added to the aqueous monomer solution in one step selected from the group consisting of step (i), step (ii), step (iii), step (iv), step (v) and step (vi), or a combination of two or more thereof. I can. Preferably, the blowing agent is added to the monomer solution in step (i). The blowing agent should be added before or immediately after the polymerization initiation of step (vi). Particularly preferably, the blowing agent is added to the monomer solution immediately after or simultaneously with the addition of the initiator or components of the initiator system. Preferably, the blowing agent is in an amount ranging from 500 to 4000 ppmw, preferably 1000 to 3500 ppmw, more preferably 1500 to 3200 ppmw, most preferably 2000 to 3000 ppmw, based on the total weight of the monomer solution. It is added to the monomer solution.

발포제는 모노머 중합 공정 중에 발포 과정을 통해 셀 또는 포어 또는 이 둘다를 형성시킬 수 있는 물질이다. 발포 과정은 바람직하게는 흡열성이다. 바람직한 흡열 발포 과정은 발열 중합, 가교 반응 또는 이들 2가지 반응으로부터 유래된 열에 의해 개시된다. 바람직한 발포제는 물리적 발포제 또는 화학적 발포제 또는 이 둘다이다. 바람직한 물리적 발포제는 CFC, HCFC, 탄화수소 및 CO2로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 이들 2종 이상의 조합물이다. 바람직한 CO2는 액체 CO2이다. 바람직한 탄화수소는 펜탄, 이소펜탄 및 사이클로펜탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 이들 2 이상의 조합이다. 바람직한 화학적 발포제는 카보네이트 발포제, 아질산염, 퍼옥사이드, 소성 소다 (calcined soda), 옥살산 유도체, 방향족 아조 화합물, 하이드라진, 아지드, N,N'-다이니트로소아미드 및 유기 발포제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나, 또는 이들 2 이상의 조합물이다.The blowing agent is a material capable of forming cells or pores or both through the foaming process during the monomer polymerization process. The foaming process is preferably endothermic. A preferred endothermic foaming process is initiated by an exothermic polymerization, a crosslinking reaction, or heat derived from both reactions. Preferred blowing agents are physical blowing agents or chemical blowing agents or both. Preferred physical blowing agents are one or a combination of two or more selected from the group consisting of CFCs, HCFCs, hydrocarbons and CO 2. The preferred CO 2 is liquid CO 2 . Preferred hydrocarbons are one or a combination of two or more selected from the group consisting of pentane, isopentane and cyclopentane. A preferred chemical blowing agent is one selected from the group consisting of carbonate blowing agents, nitrites, peroxides, calcined soda, oxalic acid derivatives, aromatic azo compounds, hydrazines, azides, N,N'-dinitrosoamides and organic blowing agents , Or a combination of two or more of these.

특히 바람직한 발포제는 카보네이트 발포제이다. 본 발명에 따라 사용될 수 있는 카보네이트 발포제는 US 5,118,719A에 기술되어 있으며, 이 문헌은 원용에 의해 본 명세서에 포함된다. 바람직한 카보네이트 발포제로는 카보네이트 함유 염 또는 바이카보네이트 함유 염 또는 이 둘다이다. 다른 바람직한 카보네이트 발포제는 CO2 기체, CO2 고체, 에틸렌 카보네이트, 소듐 카보네이트, 포타슘 카보네이트, 암모늄 카보네이트, 마그네슘 카보네이트, 또는 마그네슘 하이드록시 카보네이트, 칼슘 카보네이트, 바륨 카보네이트, 바이카보네이트, 이들의 수화물, 기타 양이온 및 천연 카보네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나, 또는 이들 2 이상의 조합물을 포함한다. 바람직한 천연 카보네이트는 돌로마이트 (dolomite)이다. 전술한 카보네이트 발포제는, 모노머 용액에 용해 또는 분산되었을 때 가열시 CO2를 방출한다. 특히 바람직한 카보네이트 발포제는 MgCO3이며, 이 화합물은 식 (MgCO3)4·Mg(OH)2·5-H2O로 표시될 수 있다. 다른 바람직한 카보네이트 발포제로는 (NH4)2CO3가 있다. MgCO3 및 (NH4)2CO3는 혼합물로도 사용될 수 있다. 바람직한 카보네이트 발포제는 Mg, Ca, Zn 등의 다가 양이온의 카보네이트 염이다. 이러한 카보네이트 발포제에 대한 예로는 Na2CO3, K2CO3, (NH4)2CO3, MgCO3, CaCO3, NaHCO3, KHCO3, NH4HCO3, Mg(HCO3)2, Ca(HCO3)2, ZnCO3 및 BaCO3가 있다. 소정의 다가 전이 금속 양이온들도 사용될 수 있지만, 제2철 양이온 (ferric cation)과 같은 일부 양이온은 변색 (color staining)을 유발할 수 있으며, 수중 환원 산화 반응 또는 가수분해 평형을 거칠 수 있다. 이로 인해 최종 폴리머 제품의 품질 조절이 어려워질 수 있다. 또한, Ni, Ba, Cd, Hg와 같은 다른 다가 양이온들 역시 잠재적인 독성 또는 피부 과민 효과로 인해 허용불가할 것이다.A particularly preferred blowing agent is a carbonate blowing agent. Carbonate blowing agents that can be used according to the invention are described in US 5,118,719A, which is incorporated herein by reference. Preferred carbonate blowing agents are carbonate containing salts or bicarbonate containing salts or both. Other preferred carbonate blowing agents are CO 2 gas, CO 2 solids, ethylene carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, ammonium carbonate, magnesium carbonate, or magnesium hydroxy carbonate, calcium carbonate, barium carbonate, bicarbonate, hydrates thereof, other cations and One selected from the group consisting of natural carbonates, or a combination of two or more thereof. A preferred natural carbonate is dolomite. The above-described carbonate blowing agent releases CO 2 upon heating when dissolved or dispersed in a monomer solution. A particularly preferred carbonate blowing agent is MgCO 3 , and this compound may be represented by the formula (MgCO 3 ) 4 ·Mg(OH) 2 ·5-H 2 O. Another preferred carbonate blowing agent is (NH 4 ) 2 CO 3 . MgCO 3 and (NH 4 ) 2 CO 3 can also be used as a mixture. Preferred carbonate blowing agents are carbonate salts of polyvalent cations such as Mg, Ca, and Zn. Examples of such carbonate blowing agents include Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , (NH 4 ) 2 CO 3 , MgCO 3 , CaCO 3 , NaHCO 3 , KHCO 3 , NH 4 HCO 3 , Mg(HCO 3 ) 2 , Ca(HCO 3 ) 2 , ZnCO 3 and BaCO 3 . Certain polyvalent transition metal cations may also be used, but some cations, such as ferric cations, may cause color staining and undergo reduction oxidation reactions or hydrolytic equilibrium in water. This can make it difficult to control the quality of the final polymer product. In addition, other polyvalent cations such as Ni, Ba, Cd, Hg will also be unacceptable due to potential toxicity or skin sensitization effects.

바람직한 아질산염은 아질산암모늄이다. 바람직한 퍼옥사이드는 과산화수소이다. 바람직한 방향족 아조 화합물은 트리아젠 (triazene), 아릴아조설폰, 아릴아조트리아릴메탄, 하이드라조 화합물, 다이아조에테르 및 다이아조아미노벤젠으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나, 또는 이들 2 이상의 조합물이다. 바람직한 하이드라진은 페닐하이드라진이다. 바람직한 아지드는 카르보닐 아지드 또는 설포닐 아지드이거나, 또는 이 둘다이다. 바람직한 N,N'-다이니트로소아미드는 N,N'-다이메틸-N,N'-다이니트로소테레프탈아미드이다.The preferred nitrite is ammonium nitrite. A preferred peroxide is hydrogen peroxide. Preferred aromatic azo compounds are one selected from the group consisting of triazene, aryl azosulfone, aryl azotriarylmethane, hydrazo compound, diazoether and diazoaminobenzene, or a combination of two or more thereof. A preferred hydrazine is phenylhydrazine. Preferred azide is carbonyl azide or sulfonyl azide, or both. A preferred N,N'-dinitrosoamide is N,N'-dimethyl-N,N'-dinitrosoterephthalamide.

전술한 과제 중 적어도 하나에 대한 해법은 하기 장치들을 포함하는, 제조 스트림에서 흡수성 폴리머 입자를 제조하기 위한 장치에 의해 제공된다:A solution to at least one of the aforementioned challenges is provided by an apparatus for producing absorbent polymer particles in a production stream, comprising:

a) 아크릴산을 수용하도록 설계된, 제1 용기;a) a first container designed to contain acrylic acid;

b) 금속 수산화물을 수용하도록 설계된, 제2 용기;b) a second container designed to contain a metal hydroxide;

c) 냉각 장치:c) cooling system:

상기 냉각 장치는,The cooling device,

i) 제2 용기의 하류에 위치하며i) located downstream of the second container

ii) 금속 수산화물을 냉각시키도록 설계되어 있음;ii) designed to cool metal hydroxides;

d) 제1 혼합 장치:d) first mixing device:

상기 제1 혼합 장치는The first mixing device

i) 제1 용기와 냉각 장치의 하류에 위치하며,i) located downstream of the first vessel and the cooling device,

ii) 냉각기와 프로펠러형 혼합 수단을 구비함;ii) equipped with cooler and propeller type mixing means;

e) 제3 용기:e) third container:

상기 제3 용기는The third container

i) 제1 혼합 장치의 하류에 위치하며,i) located downstream of the first mixing device,

ii) 카르복시산 기 (α1)를 가진 부분 중화된 모노에틸렌계 불포화 모노머를 하나 이상 포함하는, 모노머 수용액을 수용하도록 설계됨;ii) designed to contain an aqueous monomer solution comprising at least one partially neutralized monoethylenically unsaturated monomer having a carboxylic acid group (α1);

f) 하나 이상의 가교제 (α3)를 수용하도록 설계된, 제4 용기;f) a fourth container designed to contain one or more crosslinking agents (α3);

g) 제2 혼합 장치:g) second mixing device:

상기 제2 혼합 장치는The second mixing device

i) 제3 용기와 제4 용기의 하류에 위치되며,i) located downstream of the third and fourth containers,

ii) 모노머 용액을 하나 이상의 가교제 (α3)와 혼합하도록 설계됨;ii) designed to mix the monomer solution with one or more crosslinking agents (α3);

h) 중합 벨트 반응기:h) Polymerization belt reactor:

상기 중합 벨트 반응기는The polymerization belt reactor is

i) 제2 혼합 장치의 하류에 위치하며,i) located downstream of the second mixing device,

ii) 모노머 수용액 중에 모노머를 중합하는 동안에 모노머 수용액과 하나 이상의 가교제 (α3)를 수용하여, 폴리머 겔을 수득하도록 설계됨;ii) designed to receive the aqueous monomer solution and at least one crosslinking agent (α3) during polymerization of the monomer in the aqueous monomer solution to obtain a polymer gel;

j) 파쇄 장치:j) shredding device:

상기 파쇄 장치는The crushing device

i) 중합 벨트 반응기의 하류에 위치하며,i) located downstream of the polymerization belt reactor,

ii) 폴리머 겔을 파쇄하도록 설계됨;ii) designed to break polymer gels;

k) 벨트 건조기:k) belt dryer:

상기 벨트 건조기는The belt dryer

i) 파쇄 장치의 하류에 위치하며,i) located downstream of the crushing device,

ii) 폴리머 겔을 건조하도록 설계됨;ii) designed to dry polymer gels;

l) 분쇄 장치:l) Crushing device:

상기 분쇄 장치는The crushing device

i) 벨트 건조기의 하류에 위치하며,i) located downstream of the belt dryer,

ii) 건조된 폴리머 겔을 분쇄하여, 흡수성 폴리머 입자를 수득하도록 설계됨;ii) designed to pulverize the dried polymer gel to obtain absorbent polymer particles;

m) 분급 장치:m) Classification device:

상기 분급 장치는The classification device

i) 분쇄 장치의 하류에 위치하며,i) located downstream of the grinding device,

ii) 분쇄된 흡수성 폴리머 입자를 분급하도록 설계됨.ii) Designed to classify pulverized absorbent polymer particles.

본 발명에 따른 흡수성 폴리머 입자를 제조하기 위한 바람직한 구성 성분 또는 장치 또는 이 둘다는 본 발명의 제조 방법에 따라 설계된다.Preferred constituents or devices for producing the absorbent polymer particles according to the invention, or both, are designed according to the production method of the invention.

전술한 과제들 중 적어도 하나에 대한 해법은 본 발명에 따른 장치에서 흡수성 폴리머 입자를 제조하는 방법에 의해 제공된다. 바람직하게는, 본 방법은 본 발명에 따른 제조 단계 (i)부터 (xi)를 포함한다.A solution to at least one of the aforementioned problems is provided by a method for producing absorbent polymer particles in a device according to the invention. Preferably, the method comprises manufacturing steps (i) to (xi) according to the invention.

전술한 과제들 중 적어도 하나에 대한 해법은 본 발명의 제조 방법에 의해 수득가능한 흡수성 폴리머 입자에 의해 제공된다.A solution to at least one of the aforementioned problems is provided by the absorbent polymer particles obtainable by the production process of the present invention.

전술한 과제들 중 적어도 하나에 대한 해법은 본 발명에 따른 흡수성 폴리머 입자를 포함하는 복합 재료에 의해 제공된다.A solution to at least one of the aforementioned problems is provided by a composite material comprising the absorbent polymer particles according to the present invention.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 본 발명에 따른 복합 재료는 폼(foam), 형상화된 물품 (shaped article), 섬유 (fibre), 호일 (foil), 필름 (film), 케이블 (cable), 봉지재 (sealing material), 액체 흡수성 위생 용품 (liquid-absorbing hygiene article), 식물 및 진균 성장-조절제용 담체, 포장재 (packaging material), 토양 첨가제 (soil additive) 및 건축 자재 (building material)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나, 또는 이들 2 이상의 조합을 포함한다. 바람직한 케이블은 청수 케이블 (blue water cable)이다. 바람직한 액체-흡수성 위생 용품은 기저귀, 탐폰 및 생리대로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나이거나, 또는 이들 2 이상의 조합이다. 바람직한 기저귀는 유아용 기저귀 또는 요실금 성인용 기저귀이거나, 또는 이 둘다이다.In a preferred embodiment of the present invention, the composite material according to the present invention is a foam, a shaped article, a fiber, a foil, a film, a cable, a sealing material. (sealing material), liquid-absorbing hygiene article, carrier for plant and fungal growth-regulators, packaging material, soil additive and building material One, or a combination of two or more of these. A preferred cable is a blue water cable. Preferred liquid-absorbing hygiene products are one selected from the group consisting of diapers, tampons and sanitary napkins, or a combination of two or more thereof. Preferred diapers are infant diapers or incontinence adult diapers, or both.

전술한 과제들 중 적어도 하나에 대한 해법은, 본 발명에 따른 흡수성 폴리머 입자와 기질 (substrate), 그리고 선택적으로 보조 물질을 서로 접촉시키는, 복합 재료의 제조 방법에 의해 제공된다.A solution to at least one of the aforementioned problems is provided by a method for producing a composite material, in which the absorbent polymer particles according to the present invention, a substrate, and optionally an auxiliary material are brought into contact with each other.

전술한 과제들 중 적어도 하나에 대한 해법은 본 발명에 따른 방법에 의해 수득가능한 복합 재료에 의해 제공된다.A solution to at least one of the aforementioned problems is provided by the composite material obtainable by the method according to the invention.

전술한 과제들 중 적어도 하나에 대한 해법은 폼 (foam), 형상화된 물품 (shaped article), 섬유 (fibre), 호일 (foil), 필름 (film), 케이블 (cable), 봉지재 (sealing material), 액체 흡수성 위생 용품 (liquid-absorbing hygiene article), 식물 및 진균 성장-조절제용 담체, 포장재 (packaging material), 토양 첨가제 (soil additive), 활성 화합물의 조절 방출을 위한 또는 건축 자재에 사용되는 본 발명에 따른 흡수성 폴리머 입자의 용도에 의해 제공된다.The solution to at least one of the aforementioned problems is foam, shaped article, fiber, foil, film, cable, sealing material. , Liquid-absorbing hygiene articles, carriers for plant and fungal growth-regulators, packaging materials, soil additives, the invention for controlled release of active compounds or for use in building materials According to the use of absorbent polymer particles.

중합 벨트 반응기Polymerization belt reactor

중합 벨트 반응기의 바람직한 벨트는 컨베이어 벨트이다. 본 발명에 따른 방법에 이용가능한 컨베이어 벨트로는, 당해 기술 분야의 당업자가 전술한 모노머 수용액을 그 위에 적재하여 중합함으로써 폴리머 겔을 형성할 수 있는 지지 물질로서 사용가능한 것으로 생각하는, 모든 컨베이어 벨트가 사용될 수 있다.A preferred belt of the polymerization belt reactor is a conveyor belt. As a conveyor belt usable in the method according to the present invention, any conveyor belt, which one skilled in the art considers to be usable as a support material capable of forming a polymer gel by loading and polymerizing the above-described aqueous monomer solution thereon, is Can be used.

벨트는 다양한 물질들로 제조될 수 있지만, 바람직하게는 이들 물질은 양호한 인장 강도 및 가요성, 반복적인 굽힘 응력에 대한 우수한 피로 강도, 우수한 변형능 (deformability) 및 중합 조건 하의 각 반응 성분에 대한 화학적 내성과 같은 요건들을 충족하여야 한다. 이러한 요건들은 통상적으로 한가지 물질로는 충족되지 않는다. 따라서, 다층 물질이 본 발명의 방법에서 벨트로서 통상적으로 사용된다. 기계적 요건도 예를 들어, 천연 섬유 및/또는 합성 섬유 또는 유리 섬유 또는 스틸 코드 (steel cord)의 패브릭 인서트 (fabric insert)와 같은 카카스 (carcass)에 의해 충족될 수 있다. 화학적 내성은, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌, 폴리비닐 클로라이드 또는 폴리테트라플루오로에틸렌과 같은 할로겐화 폴리올레핀, 폴리아미드, 천연 또는 합성 고무, 폴리에스테르 수지 또는 에폭시 수지로 된 커버에 의해 달성될 수 있다. 바람직한 커버 물질은 실리콘 고무이다.Belts can be made of a variety of materials, but preferably these materials have good tensile strength and flexibility, good fatigue strength to repetitive bending stress, good deformability and chemical resistance to each reaction component under polymerization conditions. It must meet the same requirements. These requirements are usually not met with a single substance. Thus, multi-layered materials are commonly used as belts in the method of the present invention. Mechanical requirements can also be met by carcasses such as, for example, fabric inserts of natural and/or synthetic fibers or glass fibers or steel cords. Chemical resistance, for example, to covers made of halogenated polyolefins such as polyethylene, polypropylene, polyisobutylene, polyvinyl chloride or polytetrafluoroethylene, polyamides, natural or synthetic rubbers, polyester resins or epoxy resins. Can be achieved by A preferred cover material is silicone rubber.

중합 벨트 반응기는 컨베이어 벨트의 리턴 런을 위한 가이드 롤러 근처에 배치된다.The polymerization belt reactor is arranged near the guide rollers for the return run of the conveyor belt.

가능한 최상의 공간-시간 수율로 중합을 완료하기 위해, 본 발명에 따르면, 컨베이어 벨트의 상위 런 근처에 수평 지지 부재의 양측 상에 공급 및 계측 시스템 구역에서 시작하여, 상방으로 연장되는 지지 부재가 존재하는데, 이 상방 연장 지지 부재는, 그 종축이 상위 런 아래에 있는 포인트에서 서로 교차하며, 컨베이어 벨트가 적절한 트로프-형태가 되도록 컨베이어 벨트를 지지한다.In order to complete the polymerization in the best possible space-time yield, according to the present invention, there is a support member extending upward, starting in the feed and metering system zone, on both sides of the horizontal support member near the upper run of the conveyor belt. , These upwardly extending support members intersect each other at a point where their longitudinal axes are below the upper run and support the conveyor belt so that the conveyor belt is in a suitable trough-shaped.

트로프-형 구조를 제공하는 다른 수단은 대체적으로 평평한 벨트 상에 위어 부재 (weir element)를 배치하는 것이다. 이 경우, 하나 이상의 위어 부재가 벨트의 양쪽 측면 에지에 종 방향으로 배치된다. 2개 이상의 추가의 위어 부재가 벨트의 다른 종 방향 위치들 상에 횡 방향으로 배치되는데, 이때 트로프는 이들 2곳의 위치 사이에 종 방향으로 연장된다. 위어 부재의 높이는 트로프의 깊이를 결정하고, 그래서 트로프로 공급될 수 있는 반응 성분들의 양을 결정한다. 종 방향의 위어 부재들은 벨트의 터닝 섹션 (turning section)에서는 벨트와 함께 종 방향으로 구부려지도록 설계되어야 한다. 따라서, 종 방향 위어 부재들은 가요성 물질로 제조될 수 있거나, 또는 서로 가깝게 배치된 보다 짧은 복수개의 종 방향 위어 부재들로 구성될 수 있다.Another means of providing a trough-like structure is to place a weir element on a generally flat belt. In this case, one or more weir members are arranged longitudinally on both side edges of the belt. Two or more additional weir members are arranged transversely on the other longitudinal positions of the belt, with the trough extending longitudinally between these two positions. The height of the weir member determines the depth of the trough, and thus the amount of reactive components that can be fed into the trough. The longitudinal weir members must be designed to bend longitudinally with the belt in the turning section of the belt. Thus, the longitudinal weir members may be made of a flexible material, or may consist of a plurality of shorter longitudinal weir members disposed close to each other.

중합 벨트의 트로프-형 구조는, 또한 횡으로 배향된 위어 부재들과 지지 부재에 의한 벨트의 횡 방향 형태 형성의 조합에 의해, 또는 종으로 배향된 위어 부재들과 지지 부재에 의한 벨트 종 방향 형태 형성의 조합에 의해 달성될 수 있다.The trough-shaped structure of the polymerized belt can also be achieved by a combination of the transverse shape formation of the belt by the transversely oriented weir members and the support member, or by the belt longitudinal shape by the longitudinally oriented weir members and the support member. It can be achieved by a combination of formations.

테스트 방법 Test method

아래 테스트 방법들이 본 발명에 이용된다. 테스트 방법이 생략된 경우, 측정할 특징에 대해서는 본 발명의 최초 출원일로부터 가장 가까운 날짜에 공개된 ISO 테스트 방법을 적용한다. ISO 테스트 방법이 불가할 경우, 본 발명의 최초 출원일로부터 가장 가까운 날짜에 공개된 EDANA 테스트 방법을 적용한다. 명확한 측정 조건이 없는 경우에는, 표준 주변 온도 및 압력 (SATP)으로서, 온도 298.15 K (25℃, 77℉) 및 절대 압력 100 kPa (14.504 psi, 0.986 atm)을 적용한다.The following test methods are used in the present invention. When the test method is omitted, the ISO test method published on the nearest date from the original filing date of the present invention is applied to the feature to be measured. If the ISO test method is not possible, the EDANA test method published on the nearest date from the original filing date of the present invention is applied. In the absence of clear measurement conditions, as standard ambient temperature and pressure (SATP), a temperature of 298.15 K (25° C., 77° F.) and an absolute pressure of 100 kPa (14.504 psi, 0.986 atm) is applied.

수분 함량Moisture content

수분 함량은 칼 피셔 방법에 따라 측정한다.Moisture content is determined according to the Karl Fischer method.

모노머 잔류량 Residual amount of monomer

모노머 잔류량은 EDANA에 의해 규정된 표준 고흡수재 테스트 방법에 따라 측정한다. 이 테스트 방법은 EDANA, Harmonized Test Methods Nonwovens and Related Industries, 2012 Edition에 방법 번호 WSP 210.2.R3 (12) "잔류 모노머"로 기술되어 있다.The residual amount of monomer is measured according to the standard superabsorbent test method specified by EDANA. This test method is described in EDANA, Harmonized Test Methods Nonwovens and Related Industries, 2012 Edition as method number WSP 210.2.R3 (12) "residual monomer".

실시예 Example

이제 본 발명은 예로서 제시된 실시예들과 도면을 참조하여 보다 상세하게 기술되지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.The present invention is now described in more detail with reference to embodiments and drawings presented as examples, but is not limited thereto.

A) 부분 중화된 아크릴산 모노머 용액의 제조A) Preparation of partially neutralized acrylic acid monomer solution

물 0.4299 중량부 (wt.-part)를, 적절한 용기내에서, 아크릴산 0.27 중량부 및 모노 메틸 에테르 하이드로퀴논 (MEHQ) 0.0001 중량부와 혼합한다. 이 혼합물에 48 중량% 수산화나트륨 수용액을 0.2 중량부로 첨가한다. 중화도가 0.7인 소듐-아크릴레이트 모노머 용액이 제조된다. 이 모노머 용액의 제조를 위해, 함수율 63 중량%인 아크릴산 수용액과 온도 25℃가 제공된다. NaOH 함유량이 30 중량%인 NaOH 수용액을 표 1에 제시된 온도로 냉각시키고, 믹서 안에 들어있는 아크릴산 수용액에 첨가하여, 표 1에 제시된 중화도를 달성하고, 중화시 35℃를 넘지 않는다. 중화 5분 후, 중화 반응 동안 35℃를 초과하지 않으면서 중화도 0.7에 도달할 때까지, GAA (glacial acrylic acid)를 첨가한다.0.4299 parts by weight of water (wt.-part) are mixed with 0.27 parts by weight of acrylic acid and 0.0001 parts by weight of mono methyl ether hydroquinone (MEHQ) in a suitable container. To this mixture, a 48% by weight aqueous sodium hydroxide solution was added in an amount of 0.2 parts by weight. A sodium-acrylate monomer solution having a degree of neutralization of 0.7 is prepared. For the preparation of this monomer solution, an aqueous solution of acrylic acid with a water content of 63% by weight and a temperature of 25°C are provided. A NaOH aqueous solution having a NaOH content of 30% by weight was cooled to the temperature shown in Table 1, and added to the acrylic acid aqueous solution contained in a mixer to achieve the degree of neutralization shown in Table 1, and the neutralization does not exceed 35°C. After 5 minutes of neutralization, GAA (glacial acrylic acid) is added until a degree of neutralization of 0.7 is reached without exceeding 35° C. during the neutralization reaction.

선택적으로, 소듐-아크릴레이트 모노머 용액을 질소로 탈기한다.Optionally, the sodium-acrylate monomer solution is degassed with nitrogen.

B) 모노머 용액의 중합B) polymerization of monomer solution

용기내에서, 단계 A)에서 제조된 모노머 용액 1 중량부를, 가교제로서 트리메틸롤 프로판 트리아크릴레이트 0.001 중량부, 1차 개시제 성분으로서 소듐 퍼옥소다이설페이트 0.001 중량부, 2차 개시제 성분으로서 2,2-다이메톡시-1,2-다이페닐에탄-1-온 (Ciba® Irgacure® 651, Ciba Specialty Chemicals Inc., Basel, Switzerland) 0.000034 중량부 및 아크릴산 입자 (입자 크기 150 ㎛ 미만) 최대 0.1 중량부와 혼합하여, 혼합 용액을 수득한다.In a container, 1 part by weight of the monomer solution prepared in step A), 0.001 parts by weight of trimethylol propane triacrylate as a crosslinking agent, 0.001 parts by weight of sodium peroxodisulfate as a primary initiator component, and 2,2 parts by weight as a secondary initiator component. -Dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one (Ciba ® Irgacure ® 651, Ciba Specialty Chemicals Inc., Basel, Switzerland) 0.000034 parts by weight and acrylic acid particles (particle size less than 150 μm) up to 0.1 parts by weight By mixing with, a mixed solution is obtained.

폴리머 겔, 추가의 후속 산물인 흡수성 폴리머 입자, 추가의 후속 산물인 표면-가교된 흡수성 폴리머 입자 및 후처리된 추가의 후속 산물인 흡수성 산물을 제조하기 위해, 충분량의 혼합 용액에 대해 추가 가공 처리를 수행한다. 추가 가공 처리에 대한 상세 내용은 아래에 제공된다.To prepare a polymer gel, a further subsequent product, the absorbent polymer particles, a further subsequent product, the surface-crosslinked absorbent polymer particles, and a post-treated further subsequent product, the absorbent product, a sufficient amount of the mixed solution is subjected to further processing treatment. Carry out. Details of further processing treatments are provided below.

그런 후, 도 4에 나타낸 바와 같이, 혼합 용액을 컨베이어 벨트 반응기의 벨트 위에 적재하고, UV 조사에 의해 중합을 개시한다. 컨베이어 벨트는 20 m 이상의 길이를 가진다. 컨베이어 벨트는 중합 전과 중합 중에 벨트 상에 용액을 보유하기 위해 트로프 형태를 취한다. 컨베이어 벨트의 크기와 컨베이어 벨트의 이송 속도는, 폴리-아크릴산 겔이 벨트의 하류 단부에서 생성되도록 하는 방식으로 선택된다. 이 공정이 끝나면, 흡수성 폴리머 겔이 제조된다. 이 폴리머 겔은 함수율이 폴리머 겔 총 중량을 기준으로 약 52 중량%이다.Then, as shown in Fig. 4, the mixed solution is loaded onto the belt of the conveyor belt reactor, and polymerization is initiated by UV irradiation. The conveyor belt has a length of 20 m or more. The conveyor belt takes the form of a trough to hold the solution on the belt before and during polymerization. The size of the conveyor belt and the conveying speed of the conveyor belt are selected in such a way that the poly-acrylic acid gel is produced at the downstream end of the belt. At the end of this process, an absorbent polymer gel is prepared. This polymer gel has a moisture content of about 52% by weight based on the total weight of the polymer gel.

C) 폴리머 겔의 파쇄 및 건조C) crushing and drying of the polymer gel

폴리머 겔은 폴리머 겔 스트랜드로 생성되며, 이를 컨베이어 벨트에서 배출시켜, 3단계로 파쇄한다:The polymer gel is produced as polymer gel strands, which are discharged from a conveyor belt and crushed in three steps:

- 고무와 유사한 폴리-아크릴산 겔을 나이프로 납작한 겔 스트립으로 절단한다. 겔 스트립은 길이가 10 - 20 cm, 높이가 10 - 20 mm 및 너비가 10 - 200 mm이며, 그런 후-Cut a rubber-like poly-acrylic acid gel into flat gel strips with a knife. The gel strip is 10-20 cm long, 10-20 mm high and 10-200 mm wide, then

- 브레이커를 사용해 상기 겔 스트립을 길이 5 - 50 mm, 높이 3 - 20 mm 및 너비 3 - 20 mm의 겔 조각으로 절단한 후,-Cut the gel strip into pieces of gel 5-50 mm in length, 3-20 mm in height and 3-20 mm in width using a breaker,

- 겔 조각들은 분쇄기가 장착된 믹서를 통해 압출시켜, 겔 조각들을 다지고, 이로써 길이 3 - 20 mm, 높이 3 - 20 mm 및 너비 3 - < 20 mm의 겔 조각을 수득한다.-The gel pieces are extruded through a mixer equipped with a grinder, and the gel pieces are minced, thereby obtaining a gel piece having a length of 3-20 mm, a height of 3-20 mm and a width of 3-<20 mm.

파쇄된 겔은, 벨트 건조기에서 180℃에서, 건조된 폴리머 겔을 기준으로 함수율 5 중량%이 되도록 건조시킨다. 벨트 건조기의 벨트에는 오리피스가 구비되어 있어, 뜨거운 공기가 노즐을 통해 폴리머 겔로 투입된다. 부가적으로, 뜨거운 공기는 벨트 위로부터 겔쪽으로 흐른다.The crushed gel is dried in a belt dryer at 180° C. so as to have a moisture content of 5% by weight based on the dried polymer gel. The belt of the belt dryer is equipped with an orifice, and hot air is injected into the polymer gel through a nozzle. Additionally, hot air flows from above the belt towards the gel.

D) 밀링 및 분급D) Milling and classification

건조된 폴리머 겔을 3단계로 분쇄한다. 일차로, 건조된 폴리머 겔을 Herbold Granulator HGM 60/145 (HERBOLD Meckesheim GmbH)를 통과시켜, 건조된 폴리머 겔을 크기가 7 mm 미만인 조각들로 수득한 다음 용기 안에 2.5시간 두어 폴리머 겔 조각들의 습도가 동일해지게 한다. 이후 건조된 폴리머 겔 조각들을 Bauermeister Type 350.1 x 1800 (3-stage crusher) (Bauermeister Zerkleinerungstechnik GmbH)의 롤러 밀에서 분쇄하여, 입자 크기가 1 mm 미만인 흡수성 폴리머 입자를 수득한다.The dried polymer gel is pulverized in three steps. First, the dried polymer gel was passed through Herbold Granulator HGM 60/145 (HERBOLD Meckesheim GmbH) to obtain the dried polymer gel into pieces less than 7 mm in size, and then placed in a container for 2.5 hours to reduce the humidity of the polymer gel pieces. Make it the same. The dried polymer gel pieces are then pulverized in a roller mill of Bauermeister Type 350.1 x 1800 (3-stage crusher) (Bauermeister Zerkleinerungstechnik GmbH) to obtain absorbent polymer particles having a particle size of less than 1 mm.

흡수성 폴리머 입자들을 수개의 스크린이 장착된 텀블러 체로 체질한다. 스크린들의 메쉬 크기는 20, 30, 40, 50, 60에서 100 U.S.-mesh까지 다양하다. 수득한 흡수성 폴리머 입자들 중 50 중량% 이상은 입자 크기가 300 내지 600 ㎛ 범위이다. 본 발명에 따른 실시예의 흡수성 폴리머 입자들 중 5 중량% 미만이 150 ㎛ 미만의 입자 크기를 가지며, 본 발명에 따른 실시예의 흡수성 폴리머 입자들 중 5 중량% 미만은 850 ㎛ 보다 큰 입자 크기를 가진다. 수득한 흡수성 폴리머 입자를 전구체 I이라 칭한다.The absorbent polymer particles are sieved through a tumbler sieve equipped with several screens. The mesh size of the screens varies from 20, 30, 40, 50, 60 to 100 U.S.-mesh. At least 50% by weight of the obtained absorbent polymer particles have a particle size in the range of 300 to 600 μm. Less than 5% by weight of the absorbent polymer particles of the examples according to the present invention have a particle size of less than 150 μm, and less than 5% by weight of the absorbent polymer particles of the examples according to the present invention have a particle size greater than 850 μm. The obtained water absorbing polymer particles are referred to as precursor I.

E) 이산화규소 처리E) Silicon dioxide treatment

처리 단계에서, 전구체 I을, 디스크 믹서에서, 전구체 I + SiO2의 총 중량을 기준으로, 이산화규소 (SiO2) 약 0.01 중량부 (± 10%)와 혼합한다. 이산화규소는 독일 에센에 위치한 에보닉 인더스트리즈 AG 사로부터 구입가능한 Sipernat® 22 형태로 사용한다. 전구체 I을 SiO2와 혼합할 때, 전구체는 여전히 80℃ - 100℃의 온도, 바람직하게는 100℃의 온도를 유지한다. 전구체 II를 수득한다.In the processing step, precursor I is mixed with about 0.01 parts by weight (±10%) of silicon dioxide (SiO 2 ), based on the total weight of precursor I + SiO 2, in a disk mixer. Silicon dioxide is used in the form of Sipernat ® 22, available from Evonik Industries AG, Essen, Germany. When mixing precursor I with SiO 2 , the precursor still maintains a temperature of 80°C-100°C, preferably 100°C. Precursor II is obtained.

F) 표면 가교F) surface crosslinking

추가 단계로서, 전구체 II 1 중량부를, 전구체 II와 가교제 혼합물을 합한 총 중량을 기준으로, 표면 가교제 0.003 중량부 (+-10%)와 혼합한다. 표면 가교제는, 가교제 총 중량을 기준으로, 각각 물 19 중량%, 에틸렌 글리콜 다이글리시딜 에테르 40 중량%, Na2SO3 1 중량%, 분자량 400 g/mol의 폴리 에틸렌 글리콜 40 중량%로 구성된다. 가교제의 구성 성분들은 관내 고정식 혼합기 (line static mixer)에서 혼합한다. 가교제는, 전구체 II와 링레이어 혼합기 (ringlayer mixer)인 CoriMix® CM 350 (Gebruder Lodige Mascheninenbau GmbH, Paderborn, Germany)에서 혼합한다. 이 혼합물을 130 - 160℃ 범위의 온도로 가열한다. 그런 후, 혼합물을 오스트리아 그라츠에 위치한 안드리츠 AG 사의 패들 건조기인 Andritz Gouda Paddle Dryer, 바람직하게는 GPWD12W120 타입의 건조기에서, 45분간 130 - 160℃ 범위의 온도에서 건조시킨다. 표면-가교된 흡수성 폴리머 입자를 수득한다.As a further step, 1 part by weight of the precursor II is mixed with 0.003 parts by weight (+-10%) of the surface cross-linking agent based on the total weight of the mixture of the precursor II and the cross-linking agent. The surface crosslinking agent is composed of 19% by weight of water, 40% by weight of ethylene glycol diglycidyl ether, 1% by weight of Na 2 SO 3 , and 40% by weight of polyethylene glycol having a molecular weight of 400 g/mol, based on the total weight of the crosslinking agent. do. The components of the crosslinking agent are mixed in a line static mixer. The crosslinking agent is mixed in the CoriMix ® CM 350 (Gebruder Lodige Mascheninenbau GmbH, Paderborn, Germany) and the ring-layer mixer II precursors (ringlayer mixer). The mixture is heated to a temperature in the range of 130-160 °C. Then, the mixture is dried at a temperature in the range of 130-160° C. for 45 minutes in a Andritz Gouda Paddle Dryer, a Andritz Gouda Paddle Dryer, preferably a GPWD12W120 type dryer, of Andritz AG located in Graz, Austria. Surface-crosslinked absorbent polymer particles are obtained.

유동층 형태의 냉각 장치에서, 표면-가교된 흡수성 폴리머 입자의 온도를 60℃ 아래로 냉각시켜, 냉각된 표면-가교된 흡수성 폴리머 입자를 수득하고, 이를 전구체 III이라 한다.In a fluidized bed type cooling apparatus, the temperature of the surface-crosslinked absorbent polymer particles is cooled to below 60°C to obtain cooled surface-crosslinked absorbent polymer particles, which are referred to as precursor III.

G) 후처리G) Post-treatment

전구체 III 1 중량부를 Ag-제올라이트 0.005 중량부와 혼합한다. 그런 후, 이 혼합물을 체질한다. 체는 입자 크기가 850 ㎛ 보다 큰, 냉각된 표면-가교된 흡수성 폴리머 입자 응집체를 분리하도록 선택된다. 표면-가교된 흡수성 폴리머 입자들 중 50 중량% 이상은 300 내지 600 ㎛ 범위의 입자 크기를 가진다. 본 발명에 따른 실시예의 표면-가교된 흡수성 폴리머 입자들 중 5 중량% 미만은 150 ㎛ 미만의 입자 크기를 가지며, 본 발명에 따른 실시예의 표면-가교된 흡수성 폴리머 입자들 중 5 중량% 미만은 850 ㎛ 보다 큰 입자 크기를 가진다. 후처리된 표면-가교된 흡수성 폴리머 입자를 수득한다.1 part by weight of precursor III is mixed with 0.005 parts by weight of Ag-zeolite. Then, the mixture is sieved. The sieve is selected to separate agglomerates of cooled surface-crosslinked absorbent polymer particles having a particle size greater than 850 μm. At least 50% by weight of the surface-crosslinked absorbent polymer particles have a particle size in the range of 300 to 600 μm. Less than 5% by weight of the surface-crosslinked absorbent polymer particles of the examples according to the present invention have a particle size of less than 150 μm, and less than 5% by weight of the surface-crosslinked absorbent polymer particles of the examples according to the present invention is 850 It has a particle size larger than μm. Post-treated surface-crosslinked absorbent polymer particles are obtained.

실시예Example 중화도Neutralization NaOHaq 온도NaOH aq temperature 모노머 잔류량Residual amount of monomer 비교예 1Comparative Example 1 0.70.7 25℃25℃ ------ 비교예 2Comparative Example 2 0.70.7 5℃5℃ --- 비교예 2Comparative Example 2 0.80.8 5℃5℃ -- 실시예 1Example 1 0.970.97 25℃25℃ ++ 실시예 2Example 2 1.011.01 25℃25℃ ++++ 실시예 3Example 3 1.011.01 5℃5℃ ++++++ 실시예 4Example 4 1.11.1 5℃5℃ ++++++

표 1: 중화도 및 NaOH 온도에 따른 모노머 잔류량.Table 1: Monomer residual amount depending on the degree of neutralization and NaOH temperature.

실시예 및 비교예들에 대해 표 1에 제시된 파라미터 측정 결과를 비교한다. 아래 나타낸 기호의 순서에서, 측정 결과는 좌에서 우로 갈수록 양호한 결과이다: ---, --, -, +, ++, +++.Compare the parameter measurement results shown in Table 1 for Examples and Comparative Examples. In the order of the symbols shown below, the measurement results are better from left to right: ---, --, -, +, ++, +++.

상기 표로부터, 표면-가교된 흡수성 폴리머 입자의 모노머 잔류량이 저온 NaOH 수용액을 이용한 과-중화에 의해 현저하게 감소될 수 있다는 것이 명확해진다.From the above table, it becomes clear that the residual amount of the monomer of the surface-crosslinked water absorbent polymer particles can be significantly reduced by over-neutralization with a low-temperature NaOH aqueous solution.

도 1은 본 발명에 따른 흡수성 폴리머 입자의 제조 방법 (100)의 단계들 (112 - 114) 다음에 진행되는 단계들 (101 - 111)을 나타낸 흐름도이다. 제1 단계 (i1) 112는, 모노 메틸 에테르 하이드로퀴논 (MEHQ) 또는 하이드로퀴논 (HQ)을 포함하거나 또는 이 둘 모두를 포함하는 아크릴산 1차 분획을 제공하는 단계를 포함한다. 추가 단계 (i2) 113은, 아크릴산 1차 분획을 소듐 하이드록사이드 (NaOH)와 1차 접촉 단계로 접촉시키는 단계를 포함하며, 이때 pH 10 이상이 달성되어, 결과적으로 수계 소듐-아크릴레이트를 함유한 제1 상이 수득된다. 바람직하게는, 수계 소듐-아크릴레이트를 함유한 제1 상은 1 이상의 중화도를 가진다. 단계 (i3) 114에서, 제1 아크릴레이트 상을 추가 분획의 아크릴산과 2차 접촉 단계로 접촉시켜, 모노머 용액을 수득한다. 단계 (i) 101에서는, 카르복시산 기 (α1)를 가진 부분적으로 중화된, 모노에틸렌계 불포화 모노머 하나 이상을 포함하는 모노머 수용액이 제조된다. 이 모노머 용액은 단계 (i1) 112, 단계 (i2) 114, 단계 (i3) 116으로 제조된다. 바람직하게는, 모노머 수용액은 부분 중화된 아크릴산으로 된 수용액이며, 추가적으로 가교제를 포함한다. 바람직하게는, 부분 중화된 아크릴산은 MEHQ를 포함하는 제1 아크릴레이트 상에 소듐 하이드록사이드 NaOH를 첨가하여 중화한 형태로 용액으로서 제공된다. 중화 후, 제1 아크릴레이트 상에서, 아크릴산의 약 96 mol-%가 아크릴레이트이다. 모노머 수용액은 또한 아크릴산 또는 아크릴아미드와 같은 추가의 모노머를 포함할 수 있다. 모노머 용액과 하나 이상의 가교제 (α3)가 단계 (i) 101에 투입된다.1 is a flow chart showing steps 101 to 111 followed by steps 112 to 114 of a method 100 for producing absorbent polymer particles according to the present invention. The first step (i1) 112 comprises providing an acrylic acid primary fraction comprising mono methyl ether hydroquinone (MEHQ) or hydroquinone (HQ) or both. Further step (i2) 113 comprises the step of contacting the acrylic acid first fraction with sodium hydroxide (NaOH) in a first contact step, wherein a pH of 10 or more is achieved, and as a result, aqueous sodium-acrylate is contained. One first phase is obtained. Preferably, the first phase containing aqueous sodium-acrylate has a degree of neutralization of at least one. In step (i3) 114, the first acrylate phase is contacted with an additional fraction of acrylic acid in a second contact step to obtain a monomer solution. In step (i) 101, an aqueous monomer solution comprising at least one partially neutralized, monoethylenically unsaturated monomer having a carboxylic acid group (α1) is prepared. This monomer solution is prepared in step (i1) 112, step (i2) 114, and step (i3) 116. Preferably, the aqueous monomer solution is an aqueous solution of partially neutralized acrylic acid, and additionally contains a crosslinking agent. Preferably, the partially neutralized acrylic acid is provided as a solution in neutralized form by adding sodium hydroxide NaOH on the first acrylate containing MEHQ. After neutralization, in the first acrylate phase, about 96 mol-% of acrylic acid is acrylate. The aqueous monomer solution may also contain additional monomers such as acrylic acid or acrylamide. The monomer solution and at least one crosslinking agent (α3) are added to step (i) 101.

제2 단계 (102)에서, 모노머 수용액에 흡수성 폴리머 미세 입자를 첨가할 수 있다. 바람직하게는, 이들 입자는 폴리 아크릴산 입자를 포함한다. 제3 단계 (103)에서, 중합 개시제 또는 2 이상의 구성 성분을 포함하는 중합 개시제 시스템의 하나 이상의 구성 성분을 모노머 수용액에 첨가한다. 제4 단계 (104)에서, 모노머 수용액에 질소를 버블링하여, 모노머 수용액의 산소 함량을 낮춘다. 제5 단계 (105)에서, 모노머 용액을 중합 벨트 반응기 (400)의 벨트 (401) 위에 적재한다. 벨트 (401)은 연속 컨베이어 벨트이다. 제6 단계 (106)에서, 모노머 수용액을 폴리머 겔로 중합한다. 제7 단계 (107)에서, 폴리머 겔을 벨트 (401)에서 회수한다. 그런 후, 폴리머 겔을 파쇄하여, 폴리머 겔 입자를 수득한다. 제8 단계 (108)에서, 폴리머 겔 입자를 벨트 건조기의 벨트 위에 적재한 다음, 약 120 - 150℃의 온도에서 건조한다. 건조된 폴리머 겔 입자를 벨트 건조기에서 회수한 다음 제9 단계 (109)에서 분쇄하여 흡수성 폴리머 입자로 수득한다. 제10 단계 (110)에서, 흡수성 폴리머 입자를 분급하여, 확립된 입자 크기 분포를 가진 흡수성 폴리머 입자를 수득한다. 제11 단계 (111)에서, 흡수성 폴리머 입자의 표면에 대해 가교 처리를 수행한다.In the second step 102, the water absorbent polymer fine particles may be added to the aqueous monomer solution. Preferably, these particles comprise polyacrylic acid particles. In a third step 103, a polymerization initiator or one or more constituents of a polymerization initiator system comprising two or more constituents are added to the aqueous monomer solution. In the fourth step 104, nitrogen is bubbled through the aqueous monomer solution to lower the oxygen content of the aqueous monomer solution. In a fifth step 105, the monomer solution is loaded onto the belt 401 of the polymerization belt reactor 400. Belt 401 is a continuous conveyor belt. In the sixth step 106, the aqueous monomer solution is polymerized into a polymer gel. In a seventh step 107, the polymer gel is recovered from the belt 401. Then, the polymer gel is crushed to obtain polymer gel particles. In the eighth step 108, the polymer gel particles are loaded onto the belt of a belt dryer, and then dried at a temperature of about 120-150°C. The dried polymer gel particles are recovered in a belt dryer and then pulverized in a ninth step 109 to obtain absorbent polymer particles. In a tenth step 110, the absorbent polymer particles are classified to obtain absorbent polymer particles having an established particle size distribution. In the eleventh step 111, a crosslinking treatment is performed on the surface of the absorbent polymer particles.

도 2는 본 발명에 따른 흡수성 폴리머 입자의 제조 방법 (100)의 단계들 (101에서 111)을 나타낸 흐름도이다. 도 2에 나타낸 제조 방법 (100)은 도 1의 제조 방법 (100)과 동일하나, 제3 단계 (103)와 제4 단계 (104)가 시간적으로 겹친다. 중합 개시제를 모노머 수용액에 투입하면서, 산소 함유율을 낮추기 위해 모노머 수용액에 질소 버블링을 수행한다.2 is a flow chart showing steps 101 to 111 of a method 100 for producing absorbent polymer particles according to the present invention. The manufacturing method 100 shown in FIG. 2 is the same as the manufacturing method 100 of FIG. 1, but the third step 103 and the fourth step 104 overlap in time. While the polymerization initiator is added to the aqueous monomer solution, nitrogen bubbling is performed on the aqueous monomer solution to lower the oxygen content.

도 3은 본 발명에 따른 흡수성 폴리머 입자의 제조 방법 (100)의 단계들 (101, 103 및 105 - 110)을 도시한 흐름도이다. 도 3에 나타낸 제조 방법 (100)은 도 1의 제조 방법 (100)과 동일하지만, 제2 단계 (102), 제4 단계 (104) 및 제11 단계 (111)는 도 3에 따른 제조 방법 (100)의 일부로 포함되지 않는다.3 is a flow chart showing steps 101, 103 and 105-110 of the method 100 for producing absorbent polymer particles according to the present invention. The manufacturing method 100 shown in FIG. 3 is the same as the manufacturing method 100 of FIG. 1, but the second step 102, the fourth step 104, and the eleventh step 111 are the manufacturing method according to FIG. 3 ( Not included as part of 100).

도 4는 본 발명에 따른 중합 벨트 반응기 (400)의 기본적인 설정에 대한 개략도이다. 중합 벨트 반응기 (400)는 벨트 (401)를 포함한다. 벨트 (401)는 무한이동 컨베이어 벨트이다. 벨트 (401)은, 벨트 (401)의 상위 런이 하류 구역으로 이동하도록, 2개의 가이드 롤러 (402)들에 걸쳐서 통과한다. 벨트 (401)의 상위 런의 하류 구역으로의 이동은 벨트 (401) 상의 폴리머 겔 (도시 안함)의 화살 표시로 표시된 이동 방향 (403)을 결정한다. 다른 화살 표시는 벨트 위 폴리머 겔의 이동 방향과 반대 방향 (404)을 표시한다. 또 다른 화살 표시는, 벨트 (401)의 종 방향 (405)을, 또 다른 화살 표시는 벨트의 횡 방향 (406)을 표시한다. 중합 벨트 반응기 (400)는 지지 부재, 공급 및 계측 시스템, 조사 수단, 냉각 장치, 가열 장치 및 회수 시스템 등의, 도면에 나타내지 않은 다른 구성 요소들을 더 포함할 수 있다.4 is a schematic diagram of a basic setup of a polymerization belt reactor 400 according to the present invention. The polymerization belt reactor 400 includes a belt 401. Belt 401 is an endless conveyor belt. Belt 401 passes over two guide rollers 402 so that the upper run of belt 401 moves to the downstream region. The movement of the belt 401 to the downstream region of the upper run determines the direction of movement 403 indicated by arrows of the polymer gel (not shown) on the belt 401. The other arrow marks indicate the direction 404 opposite to the direction of movement of the polymer gel on the belt. Another arrow mark indicates the longitudinal direction 405 of the belt 401 and another arrow mark indicates the transverse direction 406 of the belt. The polymerization belt reactor 400 may further include other components not shown in the drawings, such as a support member, a supply and measurement system, an irradiation means, a cooling device, a heating device and a recovery system.

도 5는 본 발명에 다른 흡수성 폴리머 입자의 제조 장치 (500)에 대한 블록도를 도시한 것이다. 화살 표시는 흡수성 폴리머 입자의 제조 공정의 흐름 방향 (512)을 나타낸다. 장치 (500)는, 본 발명에 따라, 각각 제1 용기 (501), 제2 용기 (502), 제2 용기 (502) 하류에 위치한 냉각 장치 (503), 냉각 장치 (503)와 제1 용기 (501) 하류에 위치한 제1 혼합 장치 (504), 제1 혼합 장치 (504) 하류에 위치한 제3 용기 (505), 제 4 용기 (506), 제3 용기 (505)와 제4 용기 (506) 하류에 위치한 제2 혼합 장치 (507), 그 다음에 위치한 중합 벨트 반응기 (400), 그 다음에 위치한 파쇄 장치 (508), 그 다음에 위치한 벨트 건조기 (509), 그 다음에 위치한 분쇄 장치 (501) 및 그 다음에 위치한 분급 장치 (511)를 포함한다.5 is a block diagram of an apparatus 500 for producing absorbent polymer particles according to the present invention. The arrow mark indicates the flow direction 512 in the manufacturing process of the absorbent polymer particles. The device 500 is, according to the invention, a cooling device 503, a cooling device 503 and a first container located downstream of the first container 501, the second container 502, the second container 502, respectively. (501) a first mixing device 504 located downstream, a third container 505, a fourth container 506, a third container 505 and a fourth container 506 located downstream of the first mixing device 504 ) A second mixing device 507 located downstream, a polymerization belt reactor 400 located next, a crushing device 508 located next, a belt dryer 509 located next, a crushing device located next ( 501) and a classification device 511 located thereafter.

100 본 발명에 따른 방법
101 단계 (i)
102 단계 (ii)
103 단계 (iii)
104 단계 (iv)
105 단계 (v)
106 단계 (vi)
107 단계 (vii)
108 단계 (viii)
109 단계 (ix)
110 단계 (x)
111 단계 (xi)
112 단계 (i1)
113 단계 (i2)
114 단계 (i3)
400 중합 반응기; 중합 벨트 반응기
401 벨트
402 가이드 롤러
403 벨트 상의 폴리머 겔의 이동 방향
404 벨트 상의 폴리머 겔의 이동 방향에 대한 역 방향
405 종 방향
406 횡 방향
500 흡수성 폴리머 입자의 제조 장치
501 제1 용기
502 제2 용기
503 냉각 장치
504 제1 혼합 장치
505 제3 용기
506 제4 용기
507 제2 혼합 장치
508 파쇄 장치
509 벨트 건조기
510 분쇄 장치
511 분급 장치
512 제조 스트림
100 Method according to the invention
101 step (i)
Step 102 (ii)
Step 103 (iii)
Step 104 (iv)
Step 105 (v)
Step 106 (vi)
Step 107 (vii)
Step 108 (viii)
Step 109 (ix)
110 steps (x)
Step 111 (xi)
Step 112 (i1)
Step 113 (i2)
Step 114 (i3)
400 polymerization reactor; Polymerization belt reactor
401 belt
402 guide roller
403 Direction of movement of the polymer gel on the belt
Reverse direction to the direction of movement of the polymer gel on the 404 belt
405 longitudinal
406 transverse direction
500 absorbent polymer particles manufacturing apparatus
501 first container
502 second container
503 cooling unit
504 first mixing device
505 third container
506 fourth container
507 second mixing device
508 shredding device
509 belt dryer
510 grinding device
511 classifier
512 manufacturing stream

Claims (24)

흡수성 폴리머 입자(water-absorbent polymer particle)의 제조 방법(100)으로서,
(i) 카르복시산 기(α1)를 가진 하나 이상의 부분 중화된 모노에틸렌계 불포화 모노머(partially neutralized, monoethylenically unsaturated monomer); 및 하나 이상의 가교제(α3)를 포함하는, 모노머 수용액을 제조하는 단계;
(ii) 상기 모노머 수용액에 중합 개시제 또는 하나 이상의 성분의 중합 개시제 시스템을 첨가하는 단계;
(iii) 상기 모노머 수용액을 중합 반응기(400)에 충진하는 단계;
(iv) 상기 중합 반응기(400)의 상기 모노머 수용액 중에서 모노머를 중합하여, 폴리머 겔을 수득하는 단계;
(v) 상기 폴리머 겔을 상기 중합 반응기(400)로부터 배출시키는 단계;
(vi) 상기 폴리머 겔을 건조하는 단계;
(vii) 건조된 폴리머 겔을 분쇄(grinding)하여, 흡수성 폴리머 입자를 수득하는 단계; 및
(viii) 분쇄된 흡수성 폴리머 입자를 분급(sizing)하는 단계
를 포함하고,
상기 단계(i)에서, 상기 모노머 수용액을 제조하는 단계는,
(i1) 아크릴산의 1차 분획(portion)을 제공하는 단계;
(i2) 1차 접촉 단계에서 상기 아크릴산의 1차 분획을 하이드록사이드와 접촉시켜, 제1 아크릴레이트 상을 수득하는 단계로서,
상기 아크릴산의 1차 분획의 온도와 상기 하이드록사이드의 온도 차이가 2 K 이상이고,
상기 제1 아크릴레이트 상은 pH가 10 이상이며,
상기 제1 아크릴레이트 상은 0.95 이상의 중화도(degree of neutralization)를 가지는, 단계;
(i3) 2차 접촉 단계에서 상기 제1 아크릴레이트 상을 아크릴산의 추가 분획과 접촉시켜, 모노머 용액을 수득하는 단계로서,
상기 아크릴산의 추가 분획은 수분 함량이 상기 제1 아크릴레이트 상의 수분 함량보다 적으며,
상기 모노머 용액은 pH가 상기 제1 아크릴레이트 상의 pH보다 낮고,
상기 모노머 용액은 0.5 - 0.9 범위의 중화도를 가지며,
상기 모노머 수용액의 아크릴레이트 및 아크릴산의 함량이 상기 모노머 수용액의 총 양을 기준으로 30 - 50 중량% 범위인, 단계
를 더 포함하는,
흡수성 폴리머 입자의 제조 방법.
As a method for producing water-absorbent polymer particles (100),
(i) at least one partially neutralized, monoethylenically unsaturated monomer having a carboxylic acid group (α1); And preparing an aqueous monomer solution comprising at least one crosslinking agent (α3);
(ii) adding a polymerization initiator or a polymerization initiator system of one or more components to the aqueous monomer solution;
(iii) filling the polymerization reactor 400 with the aqueous monomer solution;
(iv) polymerizing a monomer in the aqueous monomer solution in the polymerization reactor 400 to obtain a polymer gel;
(v) discharging the polymer gel from the polymerization reactor 400;
(vi) drying the polymer gel;
(vii) grinding the dried polymer gel to obtain absorbent polymer particles; And
(viii) sizing the pulverized absorbent polymer particles
Including,
In the step (i), the step of preparing the aqueous monomer solution,
(i1) providing a first portion of acrylic acid;
(i2) contacting the first fraction of acrylic acid with hydroxide in the first contacting step to obtain a first acrylate phase,
The temperature difference between the temperature of the first fraction of acrylic acid and the hydroxide is 2 K or more,
The first acrylate phase has a pH of 10 or more,
The first acrylate phase has a degree of neutralization of 0.95 or more;
(i3) contacting the first acrylate phase with an additional fraction of acrylic acid in a second contacting step to obtain a monomer solution,
The additional fraction of acrylic acid has a moisture content less than that of the first acrylate phase,
The monomer solution has a pH lower than that of the first acrylate phase,
The monomer solution has a degree of neutralization in the range of 0.5-0.9,
The amount of acrylate and acrylic acid in the aqueous monomer solution is in the range of 30-50% by weight based on the total amount of the aqueous monomer solution.
Further comprising,
Method for producing water absorbent polymer particles.
제1항에 있어서,
단계 (i) 및 (ii) 사이에, 상기 모노머 수용액에 흡수성 폴리머의 미세 입자를 첨가하는 단계;
단계 (ii) 및 (iii) 사이에, 상기 모노머 수용액의 산소 함량을 낮추는 단계;
단계 (v) 및 (vi) 사이에, 상기 폴리머 겔을 파쇄(comminuting)하는 단계; 및
단계 (viii) 이후에, 상기 분쇄 및 분급된 흡수성 폴리머 입자의 표면을 처리하는 단계
중 하나 이상을 더 포함하는, 제조 방법.
The method of claim 1,
Between steps (i) and (ii), adding fine particles of a water absorbent polymer to the aqueous monomer solution;
Between steps (ii) and (iii), lowering the oxygen content of the aqueous monomer solution;
Between steps (v) and (vi), comminuting the polymer gel; And
After step (viii), treating the surface of the pulverized and classified absorbent polymer particles.
Further comprising one or more of, the manufacturing method.
제1항에 있어서,
상기 단계 (i2)에서 상기 아크릴레이트 상의 중화도가 1보다 높은, 제조 방법.
The method of claim 1,
In the step (i2), the neutralization degree of the acrylate phase is higher than 1, the manufacturing method.
제1항에 있어서,
상기 아크릴산의 추가 분획이 상기 아크릴산의 추가 분획의 총 중량을 기준으로 수분을 5 중량% 미만으로 포함하는, 제조 방법.
The method of claim 1,
The production method, wherein the additional fraction of acrylic acid contains less than 5% by weight of moisture based on the total weight of the additional fraction of acrylic acid.
제1항에 있어서,
상기 아크릴산의 1차 분획이 상기 아크릴산의 1차 분획의 총 중량을 기준으로 수분을 50 중량% 이상으로 포함하는, 제조 방법.
The method of claim 1,
The manufacturing method, wherein the first fraction of acrylic acid contains 50% by weight or more of moisture based on the total weight of the first fraction of acrylic acid.
제1항에 있어서,
상기 모노머 용액의 pH가 8 - 12 범위인, 제조 방법.
The method of claim 1,
The pH of the monomer solution is in the range of 8-12, the preparation method.
제1항에 있어서,
상기 하이드록사이드가 소듐 하이드록사이드, 포타슘 하이드록사이드 및 리튬 하이드록사이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나이거나, 또는 이들 2 이상의 혼합물인, 제조 방법.
The method of claim 1,
The hydroxide is one selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide, or a mixture of two or more thereof.
제1항에 있어서,
상기 모노머 수용액의 산소 기체 함량이 상기 모노머 수용액의 중량을 기준으로 3 - 15 ppmw(ppm by weight) 범위인, 제조 방법.
The method of claim 1,
The production method, wherein the oxygen gas content of the aqueous monomer solution is in the range of 3-15 ppmw (ppm by weight) based on the weight of the aqueous monomer solution.
제1항에 있어서,
상기 모노머 수용액은 추가의 접촉 단계에서 활성 탄소와 접촉되는, 제조 방법.
The method of claim 1,
The method of manufacturing, wherein the aqueous monomer solution is contacted with activated carbon in a further contact step.
제1항에 있어서,
적어도 상기 1차 접촉 단계 또는 상기 2차 접촉 단계, 또는 이 두 단계 모두 10 - 300분 범위의 시간내에 완료되는, 제조 방법.
The method of claim 1,
At least the first contacting step or the secondary contacting step, or both steps are completed in a time in the range of 10-300 minutes.
제1항에 있어서,
적어도 상기 1차 접촉 단계 또는 상기 2차 접촉 단계, 또는 이 두 단계 모두 40℃ 미만의 상기 모노머 수용액 온도에서 수행되는, 제조 방법.
The method of claim 1,
At least the first contacting step or the second contacting step, or both steps are carried out at a temperature of the aqueous monomer solution of less than 40°C.
제1항에 있어서,
상기 단계 (iv)에서, 상기 중합 반응기(400)가 중합 벨트 반응기(400)인, 제조 방법.
The method of claim 1,
In the step (iv), the polymerization reactor 400 is a polymerization belt reactor 400, the manufacturing method.
◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 13 was abandoned upon payment of the set registration fee. 제1항에 있어서,
상기 단계 (v)에서 배출되는 상기 폴리머 겔이 폴리머 겔을 기준으로 40 - 60 중량%의 범위로 수분을 포함하는, 제조 방법.
The method of claim 1,
The manufacturing method, wherein the polymer gel discharged in the step (v) contains moisture in the range of 40 to 60% by weight based on the polymer gel.
◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 14 was abandoned upon payment of the set registration fee. 제1항에 있어서,
상기 단계 (v)에서 배출되는 상기 폴리머 겔이 폴리머 겔 시트(polymer gel sheet)이고;
상기 폴리머 겔 시트가 10 내지 200 mm 범위의 두께를 가지는, 제조 방법.
The method of claim 1,
The polymer gel discharged in step (v) is a polymer gel sheet;
The method of manufacturing, wherein the polymer gel sheet has a thickness in the range of 10 to 200 mm.
◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 15 was abandoned upon payment of the set registration fee.◈ 제1항에 있어서,
상기 단계 (v)에서 배출되는 상기 폴리머 겔이 폴리머 겔 시트이고;
상기 폴리머 겔 시트가 30 내지 300 cm 범위의 너비를 가지는, 제조 방법.
The method of claim 1,
The polymer gel discharged in step (v) is a polymer gel sheet;
The method of manufacturing, wherein the polymer gel sheet has a width in the range of 30 to 300 cm.
제1항에 있어서,
상기 단계 (iv)에서의 중합이 발포제의 존재 하에 수행되는, 제조 방법.
The method of claim 1,
The production method, wherein the polymerization in step (iv) is carried out in the presence of a blowing agent.
하기 a) 내지 m)을 포함하는, 제조 스트림(512)에서 흡수성 폴리머 입자를 제조하기 위한 장치(500):
a) 아크릴산을 수용하도록 설계된, 제1 용기(501);
b) 금속 수산화물을 수용하도록 설계된, 제2 용기(502);
c) 냉각 장치(503):
상기 냉각 장치(503)는,
i) 상기 제2 용기(502)의 하류에 위치하며
ii) 금속 수산화물을 냉각시키도록 설계되어 있음;
d) 제1 혼합 장치(504):
상기 제1 혼합 장치(504)는
i) 상기 제1 용기(501)와 상기 냉각 장치(503)의 하류에 위치하며,
ii) 냉각기와 프로펠러형 혼합 수단(propelled mixing mean)을 구비함;
e) 제3 용기(505):
상기 제3 용기(505)는
i) 상기 제1 혼합 장치(504)의 하류에 위치하며,
ii) 카르복시산 기(α1)를 가진 부분 중화된 모노에틸렌계 불포화 모노머를 하나 이상 포함하는, 모노머 수용액을 수용하도록 설계됨;
f) 하나 이상의 가교제(α3)를 수용하도록 설계된, 제4 용기(506);
g) 제2 혼합 장치(507):
상기 제2 혼합 장치(507)는
i) 상기 제3 용기(505)와 상기 제4 용기(506)의 하류에 위치하며,
ii) 모노머 용액을 하나 이상의 가교제(α3)와 혼합하도록 설계됨;
h) 중합 벨트 반응기(400):
상기 중합 벨트 반응기(400)는
i) 상기 제2 혼합 장치(507)의 하류에 위치하며,
ii) 모노머 수용액의 모노머 중합시, 모노머 수용액과 하나 이상의 가교제(α3)를 수용하여 폴리머 겔을 수득하도록 설계됨;
j) 파쇄 장치(508):
상기 파쇄 장치(508)는
i) 상기 중합 벨트 반응기(400)의 하류에 위치하며,
ii) 폴리머 겔을 파쇄하도록 설계됨;
k) 벨트 건조기(509):
상기 벨트 건조기(509)는
i) 상기 파쇄 장치(508)의 하류에 위치하며,
ii) 폴리머 겔을 건조하도록 설계됨;
l) 분쇄 장치(510):
상기 분쇄 장치(510)는
i) 상기 벨트 건조기(509)의 하류에 위치하며,
ii) 건조된 폴리머 겔을 분쇄하여, 흡수성 폴리머 입자를 수득하도록 설계됨;
m) 분급 장치(511):
상기 분급 장치(511)는
i) 상기 분쇄 장치(510)의 하류에 위치하며,
ii) 분쇄된 흡수성 폴리머 입자를 분급하도록 설계됨.
Apparatus 500 for producing absorbent polymer particles in production stream 512, comprising the following a) to m):
a) a first container 501, designed to contain acrylic acid;
b) a second vessel 502, designed to contain a metal hydroxide;
c) cooling device 503:
The cooling device 503,
i) located downstream of the second container 502,
ii) designed to cool metal hydroxides;
d) first mixing device 504:
The first mixing device 504
i) located downstream of the first container 501 and the cooling device 503,
ii) equipped with a cooler and propelled mixing mean;
e) third container 505:
The third container 505 is
i) located downstream of the first mixing device 504,
ii) designed to contain an aqueous monomer solution comprising at least one partially neutralized monoethylenically unsaturated monomer having a carboxylic acid group (α1);
f) a fourth container 506, designed to contain one or more crosslinking agents (α3);
g) second mixing device 507:
The second mixing device 507 is
i) located downstream of the third container 505 and the fourth container 506,
ii) designed to mix the monomer solution with one or more crosslinking agents (α3);
h) polymerization belt reactor 400:
The polymerization belt reactor 400 is
i) located downstream of the second mixing device 507,
ii) designed to obtain a polymer gel by receiving the aqueous monomer solution and at least one crosslinking agent (α3) upon monomer polymerization of the aqueous monomer solution;
j) crushing device 508:
The crushing device 508 is
i) located downstream of the polymerization belt reactor 400,
ii) designed to break polymer gels;
k) belt dryer 509:
The belt dryer 509 is
i) located downstream of the crushing device 508,
ii) designed to dry polymer gels;
l) Crushing device 510:
The crushing device 510 is
i) located downstream of the belt dryer 509,
ii) designed to pulverize the dried polymer gel to obtain absorbent polymer particles;
m) Classification device 511:
The classification device 511 is
i) located downstream of the pulverizing device 510,
ii) Designed to classify pulverized absorbent polymer particles.
제17항에 따른 장치(500)를 사용하여 흡수성 폴리머 입자를 제조하는 방법.A method for producing absorbent polymer particles using an apparatus (500) according to claim 17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 방법 또는 제18항에 따른 방법에 의해 수득가능한, 흡수성 폴리머 입자.Absorbable polymer particles obtainable by the method according to any one of claims 1 to 16 or by the method according to claim 18. 제19항에 따른 흡수성 폴리머 입자를 포함하는 복합 재료(composite material).A composite material comprising the absorbent polymer particles according to claim 19. 제20항에 있어서,
폼(foam), 형상화된 물품(shaped article), 섬유(fibre), 호일(foil), 필름(film), 케이블(cable), 봉지재(sealing material), 액체 흡수성 위생 용품(liquid-absorbing hygiene article), 식물 및 진균 성장-조절제용 담체, 포장재(packaging material), 토양 첨가제(soil additive) 및 건축 자재로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나, 또는 이들 2종 이상의 조합을 포함하는, 복합 재료.
The method of claim 20,
Foam, shaped article, fiber, foil, film, cable, sealing material, liquid-absorbing hygiene article ), carriers for plant and fungal growth-regulators, packaging materials, soil additives and building materials.
복합 재료의 제조 방법으로서,
제19항에 따른 흡수성 폴리머 입자와 기재(substrate)를 서로 접촉시키는 것을 포함하는, 제조 방법.
As a method for producing a composite material,
A method of manufacturing comprising contacting the absorbent polymer particles according to claim 19 and a substrate with each other.
제22항에 따른 방법으로 수득가능한 복합 재료.A composite material obtainable by the method according to claim 22. 제19항에 따른 흡수성 폴리머 입자를 포함하는 물품으로서,
상기 물품은 폼(foam), 형상화된 물품(shaped article), 섬유(fibre), 호일(foil), 필름(film), 케이블(cable), 봉지재(sealing material), 액체 흡수성 위생 용품(liquid-absorbing hygiene article), 식물 및 진균 성장-조절제용 담체, 포장재(packaging material), 토양 첨가제(soil additive), 및 건축 자재 중에서 선택되는, 물품.
An article comprising the absorbent polymer particles according to claim 19, comprising:
The article may be a foam, a shaped article, a fiber, a foil, a film, a cable, a sealing material, a liquid-absorbing hygiene article. absorbing hygiene article), a carrier for plant and fungal growth-regulators, a packaging material, a soil additive, and a building material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2018151453A1 (en) * 2017-02-16 2018-08-23 주식회사 엘지화학 Method for producing super absorbent polymer
KR102075735B1 (en) 2017-02-16 2020-02-10 주식회사 엘지화학 Method of preparation for super absorbent polymer
CN113717299B (en) * 2020-05-21 2023-05-30 中国石油化工股份有限公司 Intermittent hydrogenation method of nitrile rubber solution

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2001397A1 (en) * 1988-10-28 1990-04-28 Tadao Shimomura Method for production of acrylate and acrylate-containing polymer
KR940006449A (en) * 1992-09-21 1994-04-25 이웬짐 Growth-induced Shore of Vine Plants
CN1831019B (en) * 2001-12-19 2010-05-12 株式会社日本触媒 Water-absorbing resin and preparation method thereof
DE102005042606A1 (en) * 2005-09-07 2007-03-08 Basf Ag Neutralization process
KR101908142B1 (en) * 2010-04-07 2018-10-15 가부시키가이샤 닛폰 쇼쿠바이 Method for producing water absorbent polyacrylic acid (salt) resin powder, and water absorbent polyacrylic acid (salt) resin powder
US8829135B2 (en) * 2011-06-03 2014-09-09 Basf Se Process for continuously producing water-absorbing polymer particles
EP2615120B2 (en) * 2012-01-12 2022-12-21 Evonik Superabsorber GmbH Process for the continuous preparation of water-absorbent polymers
EP2615119B1 (en) * 2012-01-12 2016-10-26 Evonik Degussa GmbH Cooling neutralized acrylic acid by means of an absorption chiller
CN104603159B (en) * 2012-08-29 2017-07-14 巴斯夫欧洲公司 The method for preparing water-absorbing polymeric particles

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