KR20160064113A

KR20160064113A - 입자상 흡수제의 충전 방법 및 입자상 흡수제 충전물의 샘플링 방법

Info

Publication number: KR20160064113A
Application number: KR1020167008320A
Authority: KR
Inventors: 가즈시 도리이; 시게루 사카모토; 겐지 다다; 가즈키 기무라; 유스케 와타나베
Original assignee: 가부시키가이샤 닛폰 쇼쿠바이
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2016-06-07
Also published as: CN105593119A; EP3053831B1; JP2018061852A; US20200031503A1; US20160236803A1; KR102357517B1; US10577135B2; JP6688276B2; US20190359358A1; JP6323728B2; US10934031B2; EP3053831A1; EP4159307A1; WO2015046604A1; JPWO2015046604A1; EP3053831A4; CN105593119B

Abstract

본 발명은 물성 저하나 소비자 클레임이 보다 적은 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다. 입자상 흡수제를 충전 용기에 충전하는 충전 공정과, 상기 충전 용기를 상기 충전 용기 외부로부터 진동시키는 진동 공정을 갖고, 상기 충전 공정의 개시부터 종료까지의 사이에, 적어도 1회의 진동 공정을 실시하는, 입자상 흡수제의 충전 방법이며, 상기 진동 공정에 있어서의 진동 조건이, 하기 (a) 및 (b)의 조건을 만족시키는, 입자상 흡수제의 충전 방법이다.
(a) 상기 충전 용기와 접촉하는 진동체의 진동이, 연직 방향 성분을 갖고, 진동각이 90°±30° 이내임
(b) 상기 진동체의 무하중에서의 전체 진폭 및 무하중에서의 진동수의 설정이 식 1-1 및 식 2, 또는 식 1-2 및 식 2를 만족시킴

Description

입자상 흡수제의 충전 방법 및 입자상 흡수제 충전물의 샘플링 방법 {GRANULAR WATER-ABSORBENT FILLING METHOD AND GRANULAR WATER-ABSORBENT SAMPLING METHOD}

본 발명은 입자상 흡수제의 충전 방법 및 입자상 흡수제 충전물의 샘플링 방법에 관한 것이다.

최근, 종이 기저귀, 생리대, 실금 패드 등의 위생 재료에는 체액 흡수의 관점에서, 그의 구성재로서의 흡수성 수지가 흡수제로서 폭넓게 이용되고 있다. 이러한 흡수성 수지로서는, 예를 들어 폴리아크릴산 부분 중화물 가교체, 전분-아크릴산 그래프트 중합체의 가수분해물, 아세트산비닐-아크릴산에스테르 공중합체의 비누화물, 아크릴로니트릴 공중합체 혹은 아크릴아미드 공중합체의 가수분해물 또는 이들의 가교체 및 양이온성 모노머의 가교체 등이 알려져 있다.

이 흡수성 수지는 시트상, 섬유상, 필름상이 되어도 사용될 수 있지만, 일반적으로는, 분말상(입자상)이 되어 흡수제에 사용되고 있다. 이러한 분말(입자)로서는, 예를 들어 그의 질량 평균 입자 직경이 200 내지 800㎛ 정도인 입자상 흡수제가 범용되고 있다. 입자상 흡수제는 많은 공정(바람직하게는 연속 공정)을 거쳐서 제조된다(예를 들어, 특허문헌 1). 또한, 입자상 흡수제가 출하되는 경우, 이 입자상 흡수제는 충전 용기에 충전된다. 충전된 입자상 흡수제는 각종 수송 수단에 의해 수송되어, 출하처(유저 등)에 보내진다. 이 충전 용기로서, 예를 들어 플렉서블 컨테이너 백이나 휴대형 사일로 등이 사용되어 있다. 이 플렉서블 컨테이너 백은 줄여서 플레컨백이라고도 칭해지고 있다. 충전은, 통상 특허문헌 2 등에 기재되어 있는 바와 같이, 호퍼로부터 충전된다.

그런데, 입자상 흡수제는 그 사용 목적(예를 들어, 종이 기저귀, 생리대 등)에 따라, 많은 파라미터 물성(예를 들어, 흡수 배율, 가압 하 흡수 배율, 흡수 속도, 통액성, 겔 안정성 등)이 스펙으로서 제어되어 생산되고 있다. 이러한 물성 안정화의 과제를 해결하기 위해, 이하에 나타내는 바와 같은 다양한 해결 수단이 제안되어 있다.

예를 들어, 특허문헌 3은 각 물성값이 소정의 상하한값으로부터 벗어난 흡수성 수지를 제거하여 재혼합하는 방법을 개시한다. 특허문헌 4는 중간 공정에 복수의 호퍼를 사용하는 기술을 개시한다. 특허문헌 5는 중합을 2계열로 행하고, 그 후 혼합 처리를 행하는 기술을 개시한다. 이와 같이, 새로운 중간 제조 공정의 변경 또는 부여 등으로, 입자상 흡수제의 물성을 향상 및 안정화하는 기술이 많이 제안되어 있다.

또한, 최근, 고흡수 속도의 입자상 흡수제가 요구되고, 특히 통액성과 흡수 속도라는 상반되는 물성의 양립이 목표로 되고 있다(특허문헌 6 내지 12).

한편, 상기와 같은, 입자상 흡수제의 물성을 정밀하게 제어하는 기술뿐만 아니라, 제조된 입자상 흡수제를 충전하는 충전 공정에서의 운전 조건의 편차가, 최종 제품(예를 들어, 종이 기저귀)에 큰 물성의 편차를 초래할 수 있는 것에 착안하여, 최종 제품(예를 들어, 종이 기저귀)의 물성 저하나 소비자 클레임을 일으키는 하나의 요인을 해소하려고 하는 기술도 존재한다(특허문헌 13).

미국 특허 제6716894호 미국 특허 제6817557호 미국 특허 제7193006호 미국 특허 제6727345호 국제 공개 제2007/023097호 국제 공개 제2008/015946호 국제 공개 제2013/120722호 국제 공개 제2013/072268호 국제 공개 제2013/007819호 국제 공개 제2012/002455호 국제 공개 제2011/078298호 국제 공개 제2010/095427호 국제 공개 제2009/113671호

통상, 제조된 입자상 흡수제는, (I) 수백㎏ 내지 수천㎏을 1단위로 하는 충전 용기에 충전되고, (II) 흡수성 물품(예를 들어, 종이 기저귀 등)의 제조 장소로 수송되고, (III) 0.1g 내지 100g을 1단위로서 함유하는 최종 제품(흡수성 물품)으로서 완성한다.

특허문헌 13의 기술에 의하면, 상기 (I)의 단계에서 편석(偏析)을 적은 상태로 할 수 있는 입자상 흡수제의 충전 방법을 제공함으로써, 최종 제품(예를 들어, 종이 기저귀)에서의 물성 저하나 소비자 클레임을 일으키는 하나의 요인의 해소를 시도하고 있고, 일정한 개선은 이루어져 있다. 그러나, 본 발명자들은 가일층의 개량의 여지가 존재하는 것을 발견하였다.

또한 한편으로, 상기 (I)의 단계에서는 출하처에 대해, 각 충전 용기에 충전되어 있는 입자상 흡수제 충전물의 스펙(즉, 각 흡수 물성의 대표값)을 표시할 필요가 있고, 또한 (III)의 단계에서도, 그 사용 목적 등(예를 들어, 종이 기저귀, 생리대 등)에 따라, 경우에 따라서는, 입자상 흡수제 충전물의 스펙을 다시 확인하고 싶은 요구도 존재하고, 따라서, 각 스펙을 아는 것에 더하여, 샘플링에는 높은 정밀도가 요구된다. 높은 정밀도의 샘플링 기술을 제공할 수 있으면, 로트에 의한 물성 저하가 억제되어, 소비자 클레임을 보다 적게 할 수 있다.

따라서, 본 발명은 각 최종 제품(흡수성 물품)의 흡수 물성값의 편차를 유의하게 저감시킬 수 있는, 입자상 흡수제의 충전 방법을 제공하고, 또한 입자상 흡수제 충전물의 정밀도가 높은 샘플링 방법을 제공함으로써, 그 입자상 흡수제 충전물의 스펙 결정 방법을 제공하고, 또한 물성 저하나 소비자 클레임이 보다 적은 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 행하였다. 그 과정 중에서, 먼저, 상기 (II)의 단계에 착안하였다. 즉, 상기 (I)의 단계에서는 수백㎏ 내지 수천㎏을 1단위로 하는 충전 용기에 충전되므로, 이 충전 용기는, 통상 트럭 등의 수송 수단으로 수송된다. 본 발명자들은 이 수송 시의 「흔들림」에 착안하였다. 즉, 상기 (I)의 단계에서는 편석이 적은 상태로 되어 있는 경우라도, 수송 중의 「흔들림」에 의해 편석이 일어날 수 있는 것을 발견하였다. 본 발명에서는 수송 중의 「흔들림」을 응시하고, 상기 (I)의 단계에서, 용기를 통해 입자상 흡수제에 진동을 부여하면서 행하는 충전 방법에 있어서, 「가속도[G]」와 「진동 지수」가 특정한 관계가 되는 충전 방법을 실시하여, 입자상 흡수제 충전물을 밀하게 패킹시킴으로써, 상기 (I) 단계뿐만 아니라, 상기 (III) 단계에서도, 유의하게 편석이 적은 입자상 흡수제 충전물을 제공하고, 나아가서는 각 최종 제품(흡수성 물품)의 흡수 물성값의 편차를 유의하게 저감시킬 수 있는 것을 발견하였다.

또한, 충전 체적이 V(㎤)인 입자상 흡수제 충전물을 샘플링하는 방법으로서, 샘플링하는 수를 n(개)로 하고, 또한 서로 인접하는 각 샘플링 개소간의 거리를 x(㎝)로 할 때에, 이하 (1) 및 (2)의 조건을 반드시 만족시키도록 설정하는, 입자상 흡수제 충전물을 샘플링하는 방법:

단, m은 3 또는

중 어느 하나의 큰 쪽이고,

단,

인 것을 제공함으로써, 정밀도가 높은 샘플링으로 할 수 있고, 입자상 흡수제 충전물의 스펙을 고정밀도로 결정할 수 있는 것을 발견하였다.

본 발명에 따르면, 각 최종 제품(흡수성 물품)의 흡수 물성값의 편차를 유의하게 저감시킬 수 있고, 또한 입자상 흡수제 충전물의 정밀도가 높은 샘플링 방법을 제공할 수 있으므로, 물성 저하나 소비자 클레임이 보다 적은 기술을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 사용될 수 있는 충전 장치(2)의 일례를 도시하는 도면이다.

이하, 본 발명의 일 실시 형태가 상세하게 설명되지만, 본 발명의 범위는 이들 설명에 구속되지 않는다. 이하의 예시 이외의 실시 형태에 대해서도, 본 발명의 취지를 손상시키지 않는 범위에서 적절히 실시될 수 있다.

<용어의 정의>

먼저, 본 명세서 중에 기재되는 대표적인 용어의 정의에 대해 설명을 행한다.

(a) 「흡수성 수지」

본 명세서에 있어서, 「흡수성 수지」란, 수팽윤성 수불용성의 고분자 겔화제를 의미하고, 이하의 물성을 갖는 것을 말한다. 즉, 흡수 배율(CRC/실시예에서 규정)이 필수로 5(g/g) 이상, 바람직하게는 10 내지 100(g/g), 더욱 바람직하게는 20 내지 80(g/g)이고, 또한 수가용분(Extractables/ERT450.2-02(2002)에서 규정)이 바람직하게는 0 내지 50중량%, 보다 바람직하게는 0 내지 30중량%, 더욱 바람직하게는 0 내지 20중량%, 특히 바람직하게는 0 내지 10중량%인 고분자 겔화제를 말한다. 또한, 상기 흡수성 수지는 전체량(100%)이 중합체인 형태로 한정되지 않고, 상기 성능을 유지하는 범위에 있어서, 후술하는 첨가제 등을 포함하고 있어도 된다.

단, 이하에서는 편의상, 흡수성 수지를 입자상 흡수제로서 설명하는 경우가 있다.

(b) 「폴리아크릴산(염)」

본 명세서에 있어서, 「폴리아크릴산(염)」이란, 반복 단위로서 아크릴산(염)을 주성분으로 하는 중합체를 의미한다. 구체적으로는, 가교제를 제외한 단량체로서, 아크릴산(염)을 바람직하게는 50 내지 100몰%, 보다 바람직하게는 70 내지 100몰%, 더욱 바람직하게는 90 내지 100몰%, 특히 바람직하게는 실질 100몰%를 포함하는 중합체를 의미한다. 중합체로서의 염은, 바람직하게는 수용성염을 포함하고, 바람직하게는 1가염, 더욱 바람직하게는 알칼리 금속염 혹은 암모늄염이다. 그 중에서도, 특히 알칼리 금속염이 바람직하고, 또한 나트륨염이 바람직하다.

(c) 「흡수제」

본 명세서에 있어서, 「흡수제」란, 흡수성 수지를 주성분으로 하는 수성액의 겔화제를 의미한다. 또한, 상기 수성액으로서는, 물로 한정되지 않고, 소변, 혈액, 대변, 폐액, 습기나 증기, 얼음, 물과 유기 용매 및/또는 무기 용매와의 혼합물, 빗물, 지하수 등이어도 되고, 물을 포함하면 특정하게 제한되는 것은 아니다. 그 중에서도 상기 수성액으로서는, 보다 바람직하게는, 소변, 특히 사람의 소변을 들 수 있다. 본 발명에 있어서의 흡수성 수지(폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지)의 함유량은, 전체에 대해, 바람직하게는 70 내지 99.9중량%이고, 보다 바람직하게는 80 내지 99.7중량%이고, 더욱 바람직하게는 90 내지 99.5중량%이다. 흡수성 수지 이외의 그 밖의 성분으로서는, 흡수 속도나 분말(입자)의 내충격성의 관점에서, 물이 바람직하고, 필요에 따라 후술하는 첨가제가 포함된다.

(d) 「EDANA」 및 「ERT」

「EDANA」는 European Disposables and Nonwovens Association의 약칭이고, 「ERT」는 유럽 표준(거의 세계 표준)의 흡수성 수지의 측정법(ERT/EDANA Recommended Test Methods)의 약칭이다. 본 명세서에 있어서는, 특별히 언급하지 않는 한, ERT 원본(공지 문헌: 2002년 개정)을 참조하여, 흡수성 수지의 물성을 측정하고 있다.

(e) 「입자」

본 명세서에 있어서, 「입자」란, 체 분급으로 규정되는 입경이 5㎜ 이하인 유동성을 갖는 고체를 의미한다. 고체이면, 함수율(ERT430.2-02에서 규정)에 대해 특별히 제한되지 않지만, 통상 30중량% 미만, 더욱 바람직하게는 20중량% 이하이다. 또한, 입경의 하한으로서는, 예를 들어 1㎚이다. 또한, 분체로서 일정한 유동성을 갖고 있으면 되고, 예를 들어 유속(Flow Rate)(ERT450.2-02)이 측정 가능한 고체, 혹은 (ERT420.2-02)로 체 분급이 가능한 고체를 의미한다. 고체의 형상에 대해서는, 특별히 제한되지 않고, 부정형 파쇄상 입자, 구상, 대략 구상이나 그들의 조립물(응집물)을 들 수 있지만, 바람직하게는 부정형 파쇄상 입자가 포함된다. 본 발명에서는 입자상의 흡수제, 즉, 「입자상 흡수제」가 사용된다.

(f) 「CRC」(ERT441.2-02)

「CRC」는 Centrifuge Retention Capacity(원심 분리 보유 용량)의 약칭이고, 흡수성 수지의 무가압 하 흡수 배율(이하, 「흡수 배율」이라고 칭하는 경우도 있음. 또한, 「흡수 배율」과 마찬가지임)을 의미한다. 구체적으로는, 부직포 주머니 중의 흡수성 수지 0.200g을 대과잉의 0.9중량% 염화나트륨 수용액에 30분간 침지(자유 팽윤)시킨 후, 원심 분리기로 탈수한 후의 흡수 배율(단위; (g/g))이다.

(g) 「AAP」(ERT442.2-02)

「AAP」는 Absorbency Against Pressure의 약칭이고, 흡수성 수지의 가압 하 흡수 배율을 의미한다. 구체적으로는, 흡수성 수지 0.900g을 대과잉의 0.9중량% 염화나트륨 수용액에 대해, 2.06㎪(0.3psi, 21(g/㎠))의 하중 하에서 1시간 팽윤시킨 후의 흡수 배율(단위; (g/g))이다. 또한, ERT442.2-02에서는, Absorption Under Pressure라고 표기되어 있지만, 실질적으로는 AAP와 동일 내용이다. 또한, 하중 조건을 4.83㎪(0.7psi, 50(g/㎠))로 변경하여 측정하는 경우도 있다. 본 발명의 실시예에서는 하중 조건을 4.83㎪(0.7psi, 50(g/㎠))로 변경하여 측정하고 있다.

또한, 2.06㎪로 측정한 가압 하 흡수 배율을 「AAP0.3」, 4.83㎪로 측정한 가압 하 흡수 배율을 「AAP0.7」로 표기한다.

(h) 「Ext」(ERT470.2-02)

「Ext」는 Extractables의 약칭이고, 흡수성 수지의 수가용분(수가용성 분량)을 의미한다. 구체적으로는, 흡수성 수지 1.000g을 0.9중량% 염화나트륨 수용액(200ml)에 첨가하고, 500rpm으로 16시간 교반한 후의 용해 중합체량(단위;중량%)이다. 용해 중합체량의 측정은 pH 적정으로 행한다.

(i) 「PSD」(ERT420.2-02)

「PSD」는 Particle Size Distribution의 약칭이고, 체 분급에 의해 측정되는 흡수성 수지의 입도 분포를 의미한다. 또한, 흡수성 수지의 질량 평균 입자 직경(D50) 및 입도 분포의 대수 표준 편차(σζ)는 미국 특허 제7638570호에 기재된 「(3)Mass-Average Particle Diameter(D50) and Logarithmic Standard Deviation (σζ) of Particle Diameter Distribution」과 동일한 방법으로 측정한다.

(j) FSR

흡수 속도 「FSR」이란, Free Swell Rate의 약칭이고, 흡수 속도(자유 팽윤 속도)를 의미한다. 구체적으로 「FSR」이란, 흡수성 수지 1g이 0.9중량% 염화나트륨 수용액 20g을 흡수할 때의 속도(단위; (g/g/s))를 말한다. 구체적인 측정 방법은 국제 공개 제2012/002455(단락 「0248」 내지 「0253」)에 기재되어 있다.

(k) 생리 식염수 흐름 유도성(SFC)

흡수성 수지의 하중 하에서의 통액성이다. 구체적인 측정 방법은 특허문헌 13(단락 「0139」 내지 「0141」)에 기재되어 있다.

(l) 기타

또한, 본 명세서에 있어서, 범위를 나타내는 「X 내지 Y」는 「X 이상 Y 이하」인 것을 의미한다. 또한, 중량의 단위인 「톤(t)」은 「메트릭 톤(Metoric ton)」을 가리킨다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「질량」과 「중량」, 「질량%」와 「중량%」 및 「질량부」와 「중량부」는 동의어이고, 물성 등의 측정에 대해서는, 특별히 언급이 없는 경우는 실온(20 내지 25℃)/상대 습도 40 내지 50%에서 측정한다.

<입자상 흡수제의 제조 방법의 실시 형태>

본 발명에 있어서, 충전되는 대상물은 입자상 흡수제이다.

본 명세서에 있어서, 「입자상 흡수제」는 흡수성 수지를 주성분으로 하고 있다. 이 「주성분」이란, 흡수성 수지의 함유 비율이, 입자상 흡수제에 대해 70중량% 이상인 것을 의미한다. 즉, 본 발명에서 사용되는 입자상 흡수제는 흡수성 수지를 70중량% 이상, 바람직하게는 70 내지 99.9중량%, 보다 바람직하게는 80 내지 99.7중량%, 더욱 바람직하게는 90 내지 99.5중량% 포함하고 있다. 또한, 흡수성 수지로서는, 특별히 상관없지만, 물성면에서 바람직하게는 폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지가 주성분이 된다.

흡수성 수지의 제조 방법은 공지의 방법을 적용할 수 있고, 이와 같이 하여 제조된 입자상 흡수제는 다음에 충전 공정에 제공된다. 충전 공정에 있어서, 입자상 흡수제는 충전 용기에 충전된다.

이하, 먼저 본 발명에 사용될 수 있는 입자상 흡수제의 제조 방법에 대해 설명한다.

바람직한 형태에 의하면, 중합 공정, 건조 공정, 분쇄 공정, 분급 공정, 표면 가교 공정, 냉각 공정, 첨가제의 첨가 공정, 정립 공정, 조립 공정 등을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로는, 특허문헌 1 내지 5 및 13을 참조하거나, 혹은 조합함으로써 제조할 수 있고, 특히 특허문헌 13에 준하여 제조되는 것이 바람직하지만, 특별히 상관없다. 그 중에서도, 본 발명은 특허문헌 1 내지 5 및 13에 개시가 없는 고흡수 속도의 흡수성 수지(FSR로 바람직하게는 0.25(g/g/s) 이상, 보다 바람직하게는 0.30 내지 0.45(g/g/s))의 흡수제의 충전 및 수송에 적절히 적용되고, 또한 발포 중합, 특히 중합 시에 기포를 분산, 혹은 중합 시 또는 중합 후에 발포제(특히 유기 또는 무기의 탄산염, 요소류)를 첨가하여 얻어진 흡수제에 적용되는 것이 바람직하다.

[중합 공정]

상기 입자상 흡수제는 중합 공정에 의해 얻어진 흡수성 수지를 베이스로 하고 있다. 중합 공정에서는 중합에 의해 흡수성 수지가 될 수 있는 단량체(이하, 모노머라고도 칭하는 경우도 있음)를 중합시켜 중합 겔을 생성시킨다. 사용될 수 있는 중합법으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 벌크 중합, 분무 중합, 적하 중합, 침전 중합, 수용액 중합(연속 수용액 중합), 역상현탁 중합, 발포 중합 등을 들 수 있다. 성능면 및 중합 제어의 용이의 관점에서, 모노머가 수용액이 되어 사용될 수 있는 수용액 중합 또는 역상현탁 중합이 바람직하다. 이 제조 방법은 수용액 중합에 의해 얻어지는 흡수성 수지에 있어서, 본 발명의 효과(물성의 안정화)를 충분히 발휘할 수 있다. 이 관점에서, 수용액 중합, 특히 연속 수용액 중합이 바람직하게 사용된다. 연속 수용액 중합에 있어서는, 연속 벨트 중합 또는 연속 니더 중합을 적절히 사용할 수 있다.

모노머로서는, 특별히 한정되지 않지만, 특허문헌 13에 기재된, 예를 들어, (메트)아크릴산, 산, 2-(메트)아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산, 2-(메트)아크릴로일에탄술폰산, 2-(메트)아크릴로일프로판술폰산, 2-히드록시에틸(메트)아크릴로일포스페이트 등의, 음이온성 불포화 단량체 및 그의 염; 머캅토기 함유 불포화 단량체; 페놀성 수산기 함유 불포화 단량체; (메트)아크릴아미드 등이다. 이들 모노머는 단독으로 사용되거나, 적절히 2종 이상이 혼합되어 사용될 수도 있다. 얻어지는 흡수성 수지의 성능 및 비용의 관점에서, 흡수성 수지는 폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지가 바람직하고, 그로 인해 모노머는 아크릴산 및/또는 그의 염(예를 들어, 나트륨, 리튬, 칼륨, 암모늄, 아민류 등의 염, 그 중에서도 비용면에서 나트륨염이 바람직함)을 주성분으로 하여 사용하는 것이 바람직하다. 아크릴산 및/또는 그의 염의 사용량은 전체 모노머 성분(후술하는 내부 가교제는 제외함)에 대해 70몰% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80몰% 이상, 더욱 바람직하게는 90몰% 이상, 특히 바람직하게는 95몰% 이상이다(상한은 100몰%임). 중화율은 중합체에 있어서 40몰% 이상 90몰% 이하가 바람직하고, 50몰% 이상 80몰% 이하가 보다 바람직하다.

중합 공정에 있어서 전술한 모노머를 수용액으로 하는 경우, 상기 수용액(이하, 「모노머 용액」이라고 칭하는 경우도 있음) 중의 단량체의 농도는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 10 내지 70중량%의 범위 내가 바람직하고, 20 내지 60중량%의 범위 내가 더욱 바람직하다.

또한, 상기 수용액 중합 또는 역상현탁 중합을 행할 때에는, 물 이외의 용매가 필요에 따라서 병용될 수도 있다. 또한, 병용되는 용매의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 이들 모노머에, 중합 금지제나 철분을 포함하고 있을 수도 있다. 상기 철분의 함유량으로서는, 단량체의 고형분에 대해, 5중량ppm 이하가 바람직하고, 1중량ppm 이하가 보다 바람직하다. 또한, 상기의 중합 금지제로서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 메톡시페놀류를 바람직하게 사용할 수 있다. 이 경우, 중합 금지제의 사용량으로서는, 160중량ppm 이하이고, 상세는 미국 특허 제7049366호 등에 개시되어 있다.

중합 공정에 있어서는, 예를 들어 라디칼 중합 개시제를 사용할 수 있다. 이 라디칼 중합 개시제로서는, 특별히 제한은 없고, 중합시키는 모노머의 종류, 중합 조건 등에 맞추어, 통상의 흡수성 수지의 중합에 있어서 이용되고 있는 것 중에서 1종 또는 2종 이상이 선택되어 사용되면 된다. 예를 들어, 특허문헌 13에 기재된 중합 개시제를 널리 사용할 수 있고, 과황산염이 특히 바람직하다. 또한, 환원제의 병용은 이들 라디칼 중합 개시제의 분해를 촉진할 수 있으므로, 양자를 조합하여 산화 환원계 개시제로 할 수도 있다. 상기한 환원제로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 특허문헌 13에 기재된 아황산(수소)(염), L-아스코르브산(염, 2-히드록시-2-설피네이토아세트산 등의 술핀산) 등을 들 수 있다.

라디칼 중합 개시제의 사용량은, 특별히 제한되지 않지만, 모노머의 사용량에 대해, 통상 0.001 내지 2중량%인 것이 바람직하고, 0.01 내지 0.15중량%인 것이 보다 바람직하다.

또한, 중합 공정에 있어서는, 필요에 따라, 내부 가교제를 사용할 수 있다. 내부 가교제로서는, 1분자 내에 2개 이상의 중합성 불포화기나 2개 이상의 반응성기를 갖는 종래 공지의 내부 가교제를 들 수 있다. 내부 가교제로서는, 예를 들어 N,N'-메틸렌비스(메트)아크릴아미드, (폴리)에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, (폴리)프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판디(메트)아크릴레이트, 글리세린트리(메트)아크릴레이트, 글리세린아크릴레이트메타크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 트리알릴시아누레이트, 트리알릴이소시아누레이트, 트리알릴포스페이트, 트리알릴아민, 폴리(메트)알릴옥시알칸, (폴리)에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 글리세롤디글리시딜에테르, 에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세린, 1,4-부탄디올, 펜타에리트리톨, 에틸렌디아민, 에틸렌카르보네이트, 프로필렌카르보네이트, 폴리에틸렌이민, 글리시딜(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 내부 가교제는 1종만 사용하거나, 2종 이상 사용할 수도 있다.

그 중에서도, 얻어지는 흡수성 수지 입자의 흡수 특성 등으로부터, 2개 이상의 중합성 불포화기를 갖는 화합물을 내부 가교제로서 사용하는 것이 바람직하고, 내부 가교제의 사용량은 원하는 흡수성 수지의 물성에 따라 적절히 결정되면 되지만, 통상 내부 가교제의 사용량은 모노머(전체 단량체)에 대해 0.001 내지 5몰%, 보다 바람직하게는 0.005 내지 3몰%, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 1.5몰%이다.

중합 공정에 있어서는, 필요에 따라, 반응계에, 탄산(수소)염, 이산화탄소, 아조 화합물, 불활성 유기 용매 등의 각종 발포제; 전분ㆍ셀룰로오스, 전분ㆍ셀룰로오스의 유도체, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산(염), 폴리아크릴산(염) 가교체 등의 친수성 고분자; 각종 계면 활성제; 차아인산(염) 등의 연쇄 이동제; 등이, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위(예를 들어, 모노머 100중량부에 대해 각종 발포제는 30중량부 이하, 친수성 고분자는 30중량부 이하, 연쇄 이동제는 1중량부 이하)에서 적절히 더 첨가될 수도 있다.

중합 공정에 있어서의 중합 온도는 특별히 한정되지 않지만, 통상 10 내지 140℃가 되는 것이 바람직하다. 중합 온도가 10℃ 미만이면, 중합 시간이 길어져 생산성이 저하될 뿐만 아니라, 흡수성 수지의 물성도 저하될 우려가 있다. 한편, 140℃를 초과하면, 흡수성 수지의 물성이 저하될 우려가 있다. 중합 시간도, 특별히 한정되지 않지만, 모노머 및 중합 개시제의 종류, 중합 온도 등에 따라 적절히 결정되면 된다. 또한, 중합은 조작의 용이 등의 관점에서 상압 하에서, 또는 가압 하에서 행해지지만, 중합 시의 비등 온도를 내리기 위해, 이 중합이 감압되어 행해지는 것도 바람직한 형태이다.

본 발명에서 적합하게는, 흡수성 수지의 제조에는 연속 니더 중합 또는 연속 벨트 중합이 사용된다. 이러한 공정에서는 고물성의 부정형 파쇄물로서, 흡수성 수지(입자)가 고생산성으로 얻어지지만, 이와 같은 부정형 파쇄상 입자에서는 충전이 곤란하고, 충전 시의 물성의 편차나 저하의 문제, 특히 거대 스케일에서의 연속 생산에서는 이러한 편차나 저하의 문제가 큰데, 본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 적절히 적용할 수 있다. 이러한 연속 니더 중합은, 예를 들어 미국 특허 제6987151호 및 동 제6710141호 등이 적절히 적용되고, 연속 벨트 중합은, 예를 들어 미국 특허 제4893999호, 동 제6241928호 및 미국 특허 출원 공개 제2005-215734호 등이 적절히 적용된다.

본 발명자들은 상기와 같이 충전 시에 가해지는 진동력을 제어함으로써, 흡수성 수지 입자(특히 고흡수 속도의 흡수성 수지 입자)의 충전 시뿐만 아니라 수송 중의 편석을 억제하는 것이 가능한 것을 발견하고, 본 발명을 완성하였다. 본 발명의 바람직한 실시 형태의 하나에 의하면, 흡수성 수지가 임의로 계면 활성제를 포함하고, 기포 혹은 발포제를 함유하는 아크릴산(염) 수용액을 중합하여 얻어진 흡수성 수지이다. 이러한 형태로 함으로써, 입자상 흡수제(흡수성 수지)의 표면적을 유의하게 증가시킬 수 있고, 고흡수 속도(FSR; 0.25(g/g/s) 이상)의 입자상 흡수제로 할 수 있고, 또한 입자 형상의 관점에서, 본 발명의 충전 방법에 적합하다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시 형태의 하나에 의하면, 상기 입자상 흡수제가, 벨트 중합하는 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 얻어진다. 이러한 형태에 의해, 본원의 발명 효과가 얻어지기 쉬운 입자 형상의 흡수제가 얻어진다는 효과를 갖는다.

여기서, 적합한 기포는 불활성 가스, 특히 질소 가스에 의해 형성되고, 적합한 발포제는 탄산염 혹은 요소, 특히 탄산염, 1가 및/또는 2가의 무기 탄산염이나 탄산수소염(예를 들어, 탄산나트륨, 탄산마그네슘, 탄산수소나트륨)이 사용된다. 상기 발포제는 단량체 수용액, 중합 중의 용액, 중합 후의 함수 겔 등에 첨가할 수 있지만, 단량체 수용액에 첨가하는 것이 바람직하다.

기포의 함유량은 단량체 수용액에 대해 1.01 내지 10배, 또한 0.02 내지 2배 정도 팽창하는 기체량이고, 발포제의 함유량은 단량체 수용액에 대해 0.1 내지 10중량% 정도에서 적절히 결정된다. 계면 활성제는 기포의 양이나 크기를 제어하기 위해 사용할 수 있고, 그 사용량은 단량체 수용액에 대해 0.001 내지 1중량% 정도에서 적절히 결정된다.

입자상 흡수제의 바람직한 표면 장력(국제 공개 제2005/075070호 팜플렛에 기재)은 종이 기저귀 등에서 사용했을 때의 복귀량을 고려하면, 바람직하게는 50(mN/m) 이상, 더욱 바람직하게는 60(mN/m) 이상, 보다 바람직하게는 65(mN/m) 이상, 특히 바람직하게는 70(mN/m) 이상이고, 상한은 통상, 약 73(mN/m)이다. 표면 장력은 계면 활성제의 종류나 사용량으로 제어할 수 있고, 상기 계면 활성제는 중합성 관능기나 반응성 관능기(글리시딜기 등)를 가질 수도 있다. 구체적으로는, 특허문헌 7 내지 12 등에 기재되어 있는, 특히, 비이온성 또는 음이온성의 계면 활성제가 바람직하다.

또한, 적합한 고흡수 속도의 흡수성 수지를 얻는 방법은 미분의 조립(예를 들어, 미국 특허 5002986호에 기재된 방법), 입자의 미립화(실질 300㎛ 이하, 또한 200㎛ 이하), 중합 시의 발포, 건조 시의 발포, 중합 겔의 미분쇄 등을 들 수 있고, 적절히 선택되지만, 상기와 같이 바람직하게는 중합 시의 발포, 건조 시의 발포, 특히 중합 시의 발포가 적용된다.

발포 방법은 특허문헌 7 내지 12에 기재되고, 그 밖에, 상기 발포 중합에 있어서, 단량체에 사용하는 발포제로서, 구체적으로는, 탄산염을 사용하는 기술(특허문헌 14 내지 22), 유기 용매를 사용하는 기술(특허문헌 18, 19), 폴리비닐모노머를 사용하는 기술(특허문헌 23), 불활성 가스를 사용하는 기술(특허문헌 24 내지 26), 아조 화합물을 사용하는 기술(특허문헌 27, 28), 불용성 무기 분말을 사용하는 기술(특허문헌 29) 등이 알려져 있고, 또한 중합 후에 발포 및 가교하는 기술(특허문헌 30) 등이 제안되어 있다. 또한, 수불용성 입자를 중합에 사용하는 기술(특허문헌 31)도 적용할 수 있다. 또한, 겔 분쇄로 물성을 제어하는 기술(특허문헌 32)도 적용할 수 있다.

(특허문헌 14) 미국 특허 제5118719호 명세서

(특허문헌 15) 미국 특허 제5154713호 명세서

(특허문헌 16) 미국 특허 제5314420호 명세서

(특허문헌 17) 미국 특허 제5399591호 명세서

(특허문헌 18) 미국 특허 제5451613호 명세서

(특허문헌 19) 미국 특허 제5462972호 명세서

(특허문헌 20) 국제 공개 제95/02002호 팜플렛

(특허문헌 21) 국제 공개 제2005/063313호 팜플렛

(특허문헌 22) 국제 공개 제94/022502호 팜플렛

(특허문헌 23) 미국 특허 제4703067호 명세서

(특허문헌 24) 국제 공개 제97/017397호 팜플렛

(특허문헌 25) 국제 공개 제00/052087호 팜플렛

(특허문헌 26) 미국 특허 제6107358호 명세서

(특허문헌 27) 미국 특허 제5856370호 명세서

(특허문헌 28) 미국 특허 제5985944호 명세서

(특허문헌 29) 국제 공개 제2009/062902호 팜플렛

(특허문헌 30) 유럽 특허 제1521601호 명세서

(특허문헌 31) 미국 특허 공개 2007/0225422호 명세서

(특허문헌 32) 국제 공개 제2011/126079호 팜플렛

[건조 공정]

건조 공정에 의해, 전술한 중합 공정에서 얻어진 중합 겔(별칭; 함수 겔상 중합체)이 건조된다. 건조 공정에서는, 이하로 한정되는 것은 아니지만, 전술한 중합 공정에서 얻어진 함수율이 15 내지 70중량%인 중합 겔을 건조한다. 중합 공정에서 얻어진 중합 겔은, 통상 0.1 내지 5㎜ 정도의 입자상의 상태로 하고, 건조 공정에 제공되는 것이 바람직하다.

상기 건조 공정에 있어서의 건조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 열풍 건조, 공비 탈수 등 통상의 건조기 및 가열로를 사용한 방법이 널리 채용될 수 있다. 보다 구체적으로는, 건조 장치로서는, 전도 전열형 건조기, 복사 전열형 건조기, 열풍 전열형 건조기, 유전 가열 건조기 등이 예시된다. 건조 속도의 관점에서, 열풍 전열형 건조기(이하, 열풍 건조기), 또한 통기 밴드식이 바람직하다. 건조 온도는 70 내지 250℃, 또한 100 내지 200℃, 150 내지 190℃의 범위에서 적절히 결정되고, 건조 시간은 1분 내지 5시간, 5분 내지 1시간 정도이다.

적합한 건조 방법은 국제 공개 제2011/025013호, 동 제2011/025012호, 동 제2011/111657호, 동 제2011/111657호, 동 제2011/15540호, 동 제2011/136301호, 동 제2008/037676호, 동 제2006/100300호 등에 기재되어 있다.

[분쇄 공정]

분쇄 방법에 대해서는, 특별히 제한은 없고, 종래 공지의 방법을 채용할 수 있다. 분쇄 방법은 적절히 선택되어, 미국 특허 출원 공개 제2006-024755호, 국제 공개 제2011/034147호, 동 제2011/034146호 등의 분쇄 방법이 사용된다. 이들 중에서도, 입도 제어의 면에서, 롤 밀 또는 롤 그래뉼레이터를 적절히 사용할 수 있고, 1단, 바람직하게는 다단, 또한 2 내지 5단의 롤 밀 또는 롤 그래뉼레이터로 분쇄되어, 적용할 수 있다.

[분급 공정]

흡수성 수지의 분급 공정은 임의의 공정이고, 표면 가교 전뿐만 아니라 표면 가교 후라도 행할 수 있다. 따라서, 바람직하게는 표면 가교 전 및/또는 표면 가교 후, 보다 바람직하게는 표면 가교 전, 또한 표면 가교 후에도 분급 공정을 적용할 수 있다. 또한, 표면 가교 후에서의 분급을 정립 공정이라고도 칭한다. 상기 분급 방법은 특별히 제한되지 않지만, 미국 특허 제6164455호, 국제 공개 제2006/074816호, 동 제2008/037672호, 동 제2008/037673호, 동 제2008/037675호, 동 제2008/123477호 등에 예시된다. 이들 중에서 특히 체 분급이 적용되고, 체의 수는 2 내지 5단 정도로 적절히 결정된다.

[표면 가교 공정]

표면 가교 공정은, 전술한 분급 공정에서 얻어진 입자상 흡수성 수지의 표면 근방을, 표면 가교제를 사용하여 가교하는 공정이다. 이 공정에 의해, 표면 가교가 이루어진 입자상 흡수제가 얻어진다. 입자상 흡수성 수지는 수팽윤성 가교 중합체이고, (입자) 내부에 가교 구조를 갖지만, 본 발명에서 사용될 수 있는 흡수성 수지(입자)는 더욱 표면 가교되고, 그 표면 또는 표면 근방의 가교 밀도가 내부보다 높여져 있는 것이 바람직하다.

이와 같은 표면 가교 공정에 의해, 입자상 흡수성 수지의 응집을 억제할 수 있다. 또한, 「표면 근방」이란, 통상 수십㎛ 이하의 두께의 표층 부분 또는 전체의 1/10 이하의 두께의 표층 부분을 의미하지만, 이 두께는 목적에 따라 적절히 결정된다. 이러한 흡수성 수지의 표면 가교는, (1) 후술하는 표면 가교제로서 예시되는 유기 표면 가교제 및/또는 수용성 무기 표면 가교제에 의한 표면 가교여도 되고, (2) 표면에서 가교성 단량체가 가교 중합(예를 들어, 미국 특허 제7201941호 명세서에 개시)되어 이루어지는 표면 가교여도 되고, 또한 (3) 과황산염 등에 의한 라디칼 표면 가교(예를 들어, 미국 특허 제4783510호 명세서에 개시)여도 된다.

이하, 바람직한 가교 방법으로서, 표면 가교제를 사용한 표면 가교 방법에 대해 설명한다.

표면 가교 공정에 사용되는 표면 가교제로서는, 종래 공지의 표면 가교제가 적절히 사용된다. 예를 들어, 특허문헌 13에 기재된 다가 알코올이나 에폭시 화합물이나 알킬렌카르보네이트 화합물이 사용되고, 다가 알코올 화합물, 에폭시 화합물, 다가 아민 화합물이나 그들의 염, 알킬렌카르보네이트 화합물 및 옥사졸리디논 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물이 적합하다. 또한, 본 발명에서 표면 가교에서는 옥사졸리디논 화합물, 알킬렌카르보네이트 화합물, 다가 알코올 화합물, 옥세탄 화합물에서 선택되는 탈수 에스테르화 반응성 표면 가교제의 1종 또는 2종 이상이 바람직하다. 표면 가교제의 사용량은 흡수성 수지의 고형분 100질량부에 대해 0.001질량부 이상 5질량부 이하, 또한 0.01질량부 이상 4질량부 이하, 또한 0.05질량부 이상 3질량부 이하인 것이 바람직하다.

표면 가교 공정에서는 상기 표면 가교제에 더하여, 또한 유기산(락트산, 시트르산, p-톨루엔술폰산) 또는 그의 염, 무기산(인산, 황산, 아황산) 등의 산 물질 또는 그의 염, 가성소다나 탄산소다 등의 염기 물질, 황산알루미늄 등의 다가 금속염, 수불용성 미립자 등이, 흡수성 수지에 대해 0 내지 10중량%, 더욱 바람직하게는 0 내지 5중량%, 특히 바람직하게는 0 내지 1중량% 병용될 수도 있다.

표면 가교 공정에서는 입자상 흡수성 수지와 표면 가교제의 혼합에 있어서, 용매로서 물을 사용하는 것이 바람직하다. 물의 사용량은 흡수성 수지의 종류, 입자상 흡수성 수지의 입경, 함수율 등에 따라 다르지만, 입자상 흡수성 수지의 고형분 100중량부에 대해 0중량부 초과 20중량부 이하가 바람직하고, 0.5 내지 10중량부의 범위 내가 보다 바람직하다. 입자상 흡수성 수지와 표면 가교제의 혼합에 있어서, 필요에 따라, 친수성 유기 용매가 병용될 수도 있다. 친수성 유기 용매의 사용량은 흡수성 수지의 종류, 입자상 흡수성 수지의 입경, 함수율 등에 따라 다르지만, 입자상 흡수성 수지의 고형분 100중량부에 대해, 0 내지 20중량부 이하가 바람직하고, 0 내지 10중량부 이하의 범위 내가 보다 바람직하다.

표면 가교를 행할 때에, 상기 표면 가교제와 상기 용매를 포함하는 표면 가교제 용액이, 입자상 흡수성 수지에 스프레이 등으로 분무 또는 적하되어 혼합되는 방법이 바람직하고, 분무에 의한 혼합 방법이 보다 바람직하다. 분무되는 액적의 크기로서는, 평균 입자 직경으로 0.1 내지 300㎛의 범위 내가 바람직하고, 0.1 내지 200㎛의 범위가 보다 바람직하다.

표면 가교 공정에서는, 입자상 흡수성 수지와 상기 표면 가교제 용액의 혼합물은 실온에서도 표면 가교를 행할 수 있다. 단, 반응의 촉진 및 첨가된 물 및 용매 제거의 관점에서, 입자상 흡수성 수지와 표면 가교제의 혼합 후, 가열 처리를 더 행하여, 입자상 흡수성 수지의 표면 근방을 가교시키는 것이 바람직하다. 상기 가열 처리에 있어서, 처리 온도는 선정되는 표면 가교제에 따라 다르지만, 80℃ 이상이 바람직하다. 처리 온도(열매체 온도 또는 재료 온도/특히 열매체 온도)로서는, 바람직하게는 100 내지 250℃의 범위 내, 보다 바람직하게는 150 내지 250℃의 범위 내(특히, 상기 탈수 에스테르화 반응성 표면 가교제에서는 적합)이다. 가열 시간으로서는, 1분 내지 2시간의 범위 내가 바람직하다. 가열 온도와 가열 시간의 조합의 적합예로서는 180℃에서 0.1 내지 1.5시간, 200℃에서 0.1 내지 1시간이다.

상기 가열 처리를 행하는 가열 장치로서는, 공지의 건조기 또는 가열로가 사용된다. 예를 들어, 전도 전열형, 복사 전열형, 열풍 전열형, 유전 가열형의 건조기 또는 가열로가 적합하다. 구체적으로는, 벨트식, 홈형 교반식(예를 들어, 패들 드라이어), 스크루식, 회전형, 원반형, 날화형, 유동층식, 기류식, 적외선형, 전자선형의 건조기 또는 가열로를 들 수 있다.

[냉각 공정]

냉각 공정은 표면 가교 후의 임의의 공정이고, 예를 들어 상술한 표면 가교 공정에서 가열되어 표면 근방이 가교된 입자상 흡수제가, 후술하는 정립 공정에 투입되기 전에, 냉각되는 공정이다. 냉각 온도로서는, 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 0 내지 100℃, 보다 바람직하게는 30 내지 90℃, 더욱 바람직하게는 30 내지 70℃로 냉각되면 된다. 이 냉각 공정에 사용되는 냉각 장치로서는, 특별히 제한은 없지만, 냉각기는, 특별히 제한되지 않지만, 미국 특허 제6378453호, 국제 공개 제2011/024971호 등에 예시된다.

[첨가제의 첨가 공정]

첨가 공정에 있어서 첨가되는 첨가제로서는, 예를 들어 하기의 (A) 소취 성분(바람직하게는 식물 성분), (B) 다가 금속염, (C) 무기 입자((D) 복합 함수 산화물을 포함함), (E) 그 밖의 첨가물 등을 들 수 있다. 첨가량으로서, 흡수성 수지 100질량부에 대해 0.001 내지 10질량부, 바람직하게는 0.001 내지 5질량부, 더욱 바람직하게는 0.002 내지 3질량부의 범위이다.

(A) 소취 성분

본 발명의 제조 방법으로 얻어지는 입자상 흡수제는 소취성을 발휘시키기 위해, 소취 성분, 바람직하게는 식물 성분을 배합할 수 있다. 식물 성분으로서는, 바람직하게는 폴리페놀, 플라본 및 그 종류, 카페인에서 선택되는 적어도 1종의 화합물인 것이 바람직하고, 탄닌, 탄닌산, 오배자, 몰식자 및 갈산에서 선택되는 적어도 1종의 화합물인 것이 더욱 바람직하다.

(B) 다가 금속염

본 발명의 제조 방법으로 얻어지는 입자상 흡수제에는 통액성이나 분체 유동성, 특히 흡습 시의 분체 유동성 향상의 목적으로, 다가 금속염이 배합될 수 있다. 이 다가 금속염의 바람직한 양은 상기와 같다.

바람직한 다가 금속염으로서는, 유기산의 다가 금속염 및 무기의 다가 금속염이 예시된다. 구체적인 무기의 다가 금속염으로서, 예를 들어 특허문헌 6에 기재된 다가 금속염 등을 들 수 있다. 유기산의 다가 금속염으로서는 알루미늄이나 칼슘의 락트산염, 아세트산염 등을 들 수 있다. 또한 소변 등의 흡수액과의 용해성의 점에서도 이들의 결정수를 갖는 염을 사용하는 것이 바람직하다. 특히 바람직한 것은, 알루미늄 화합물, 그 중에서도, 염화알루미늄, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 질산알루미늄, 비스황산칼륨알루미늄, 비스황산나트륨알루미늄, 칼륨 명반, 암모늄 명반, 나트륨 명반, 알루민산나트륨이 바람직하고, 황산알루미늄이 특히 바람직하고, 황산알루미늄 18수염, 황산알루미늄 14 내지 18수염 등의 함수 결정의 분말은 가장 적절히 사용할 수 있다. 이들은 1종만 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용하여 사용할 수도 있다. 또한, 상기 다가 금속염은 핸들링성 및 입자상 흡수제와의 혼합성의 관점에서, 용액 상태로 사용되는 것이 바람직하고, 특히 수용액 상태로 사용되는 것이 바람직하다.

그 밖에, 사용되는 유기산의 다가 금속염 및 그 혼합 방법은, 예를 들어 미국 특허 제7282262호에 예시되어 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는, 그 분자 내에 탄소수가 7개 이상 있는 유기산의 다가 금속염으로서는, 지방산, 석유산, 고분자산 등의 알칼리 금속염 이외의 금속염이 있다.

(C) 무기 입자

본 발명의 제조 방법으로 얻어지는 입자상 흡수제는 흡습 시의 블로킹 방지를 위해 무기 입자, 특히 수불용성 무기 입자를 배합할 수 있다. 본 발명에 사용되는 무기 입자로서는, 구체적으로는 예를 들어, 이산화규소나 산화티타늄 등의 금속 산화물; 천연 제올라이트나 합성 제올라이트 등의 규산(염); 카올린; 탈크; 클레이; 벤토나이트, 인산칼슘, 하이드로탈사이트 등을 들 수 있다. 이 중 이산화규소 및 규산(염)이 보다 바람직하고, 코울터 카운터법에 의해 측정된 평균 입자 직경이 0.001 내지 200㎛인 이산화규소 및 규산(염)이 더욱 바람직하다.

(E) 그 밖의 첨가물

본 발명의 제조 방법으로 얻어진 입자상 흡수제에는 필요에 따라, 예를 들어 킬레이트제, 소독제, 항균제, 향료, 각종 무기 분말, 발포제, 안료, 염료, 친수성 단섬유, 비료, 산화제, 환원제, 수성 염류 등이, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 첨가될 수 있다. 이 그 밖의 첨가물의 첨가량은, 예를 들어 입자상 흡수제 100질량부에 대해, 30질량부 이하, 또한 10질량부 이하로 할 수 있다. 이 첨가에 의해, 다양한 기능이 부여될 수 있다.

또한, 첨가제로서의 다른 형태로서는, 이하와 같은 것이 있다.

(첨가제)

입자상 흡수제는 폴리아민 중합체, 다가 금속(염), 수불용성 미립자를, 입자상 흡수제 100중량부에 대해, 0.001 내지 5중량부, 또한 0.01 내지 3중량부의 비율로 포함하고 있을 수도 있다. 특히, 입자상 흡수제의 표면에, 폴리아민 중합체, 다가 금속(염), 수불용성 미립자가 존재하면 바람직하다.

상기 다가 금속(염)으로서는, 황산알루미늄 등의 다가 금속염, 특히 수용성 다가 금속염이 바람직하고, 미국 특허 제7179862호, 유럽 특허 제1165631호, 미국 특허 제7157141호, 미국 특허 제6831142호, 미국 특허 출원 공개 제2004/176557호, 미국 특허 출원 공개 제2006/204755호, 미국 특허 출원 공개 제2006/73969호, 미국 특허 출원 공개 제2007/106013호 등에 기재된 기술이 적용된다.

상기 수불용성 미립자로서는, 수불용성 무기 미립자가 바람직하고, 그 입자 직경은 300㎛ 이하, 또한 100㎛ 이하, 특히 10㎛ 이하가 바람직하다. 구체적으로는, 비정질 실리카(예를 들어, 에어로실 200(닛본 에어로실 가부시키가이샤제)) 등, 공지의 수불용성 미립자를 사용할 수 있다.

상기 폴리아민 중합체는 국제 공개 제2006/082188, 동 제2006/082189, 동 제2006/082197 등에 예시된다. 여기서, 폴리아민 중합체는, 특별히 제한되지 않지만, 수용성이고, 중량 평균 분자량이 3000 이상, 또한 아민가가 1 내지 30(몰/㎏)인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 황산알루미늄 등의 다가 금속염이나 무기 입자를 포함하는 입자상 흡수제에 있어서도 효과적이 될 수 있다. 이는, 다가 금속염이나 무기 입자에 의한 블로킹의 억제가, 진동에 의한 편재의 완화를 촉진할 수 있기 때문이라고 생각된다.

(F) 킬레이트제

본 발명에서 사용되는 입자상 흡수제는 킬레이트제를 포함할 수도 있다. 킬레이트제를 혼합하는 공정은 특별히 한정되지 않지만, 상기 단량체 혹은 단량체 용액에 킬레이트제를 혼합하는 것이 바람직하다. 상기 킬레이트제로서는, 고분자 킬레이트제 또는 비고분자 킬레이트제를 다양하게 예시할 수 있지만, 바람직하게는 에틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰산)5나트륨 등의 산기 함유 비고분자 킬레이트제, 더욱 바람직하게는 인산기 함유 비고분자 킬레이트제 또는 카르복실산기 함유 비고분자 킬레이트제가 사용되고, 이러한 산기를 분자 중에 2 내지 100개, 또한 2 내지 50개, 특히 2 내지 10개 함유하는 비고분자 킬레이트제가 바람직하게 사용된다. 또한, 킬레이트제 중에 질소를 갖는 아미노카르본산이나 아미노인산이 바람직하고, 예를 들어 미국 특허 6599989호 공보나 국제 공개 2008/090961호 팜플렛에 기재된 킬레이트제를 들 수 있다. 입자상 흡수제 중에 있어서의 킬레이트제의 사용량은, 바람직하게는 5 내지 10000질량ppm, 보다 바람직하게는 10 내지 1000질량ppm이다. 킬레이트제를 함유함으로써, 흡수성 수지의 착색 방지의 효과가 있다.

(G) 계면 활성제

계면 활성제로서는, 미국 특허 제6107358호에 기재된 계면 활성제를 본 발명에 적응할 수 있다. 입자상 흡수제 중에 있어서의 계면 활성제의 사용량은, 바람직하게는 10 내지 1000질량ppm이다.

[정립 공정]

특허문헌 13에 기재된 정립 공정을 더 포함할 수도 있다.

[조립 공정]

미분 회수 공정이나 특허문헌 13에 기재된 조립 공정을 더 포함할 수도 있다.

조립 공정은 상기 각 공정에서 발생한 미분 또는 미분을 포함하는 흡수성 수지에, 수성액을 첨가하여, 조립 입자를 얻는 공정이다. 입자상 흡수제의 제조에 있어서 얻어지는 모든 미분이 이 조립 공정에 제공될 수 있다. 조립 입자는 복수의 미분을 포함한다. 조립 입자의 평균 입자 직경은 20㎜ 이하, 바람직하게는 0.3 내지 10㎜, 더욱 바람직하게는 0.35 내지 5㎜이다.

바람직한 실시 형태에 따르면, 상기와 같이 하여 입자상 흡수제를 준비할 수 있다. 이하, 충전되는, 입자상 흡수제에 대해 바람직한 실시 형태를 다시 설명한다.

<입자상 흡수제>

[입도 분포](ERT420.2-02)

입자상 흡수제의 JIS 표준 체 분급에 의해 규정되는 질량 평균 입자 직경(D50)은 상기 (III)의 단계에서의 취급 및 얻어지는 흡수 물품의 장착감의 관점에서, 바람직하게는 200 내지 800㎛, 보다 바람직하게는 200 내지 450㎛, 보다 바람직하게는 220 내지 430㎛, 더욱 바람직하게는 250 내지 400㎛이다.

또한, 이 입자상 흡수제가, 특정한 입도 분포를 갖는 경우, 본 발명의 효과를 효율적으로 발휘할 수 있다. 바람직한 입도 분포로서는, 상하한 850 내지 150㎛(JIS 표준 체; Z8801-1(2000)에서 규정)로 분급되는 입자의 비율이, 입자상 흡수제 전체에 대해 바람직하게는 90 내지 100중량%, 또한 95 내지 100중량%, 특히 바람직하게는 98 내지 100중량%이다. 그리고, 150㎛ 통과물은 5중량% 미만이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1중량% 미만이 바람직하다. 150㎛ 통과물은 상기 JIS 표준 체(Z8801-1(2000)에 규정)에 의해 분급된다.

[대수 표준 편차(σζ)]

입자상 흡수제의 입도 분포는 본 발명의 효과를 효율적으로 발휘하기 위해, 특정한 범위인 것이 바람직하고, 대수 표준 편차(σζ)가 0.20 내지 0.50인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.25 내지 0.45이고, 또한 보다 바람직하게는 0.30 내지 0.40이다. 이와 같은 범위이면, 효율적으로 충전을 행할 수 있다. 또한, 본 발명의 샘플링 방법의 효과를 발휘하기 쉽다. 또한, 물성으로서의 통액성이나 흡수 속도를 향상시키기 위해서도 바람직한 범위라고 할 수 있다. 또한, 입도 분포의 대수 표준 편차나 질량 평균 입자 직경은 미국 특허 출원 공개 제2006-0204755호 명세서에서 규정된다.

[AAP](ERT442.2-02)

입자상 흡수제는 ERT442.2-02에서 규정되는 4.8㎪ 하중 하에서의 생리 식염수의 가압 하 흡수 배율(AAP: Absorbency against Presure)은, 바람직하게는 15(g/g) 이상이다. 이와 같은 입자상 흡수제가 사용된 기저귀 등의 흡수성 물품은 체액 등을 잘 흡수한다. 입자상 흡수제의 AAP는, 보다 바람직하게는 20(g/g) 이상, 더욱 바람직하게는 22(g/g) 이상, 또한 보다 바람직하게는 23.5(g/g) 이상이고, 특히 바람직하게는 24(g/g) 이상, 가장 바람직하게는 26(g/g) 이상이다.

또한, 이유는 명확하지 않지만, 본 발명의 충전 방법은 AAP가 큰 경우에 유효한 것이 판명되었다. 본 발명의 진동 충전에 의해, 표층부로의 미분의 편재가 완화되고, 미분의 편재에 기인하는 AAP의 편차가 작아진다. AAP가 큰 입자상 흡수제에서는 품질 관리가 엄격하게 요구되므로, AAP의 편차가 작아짐으로써, 품질의 안정 정도가 높은 것이 된다. 한편, 가압 하 흡수 배율이 높을수록 흡수성 물품은 고물성이 얻어지므로, 특별히 그 상한은 제한되지 않지만, 제조가 곤란해지는 데다가 비용이 앙등된다는 관점에서 이 가압 하 흡수 배율의 상한은 35(g/g) 정도라고 생각된다. 이 4.8㎪ 하중 하에서의 생리 식염수의 가압 하 흡수 배율은 본 발명에 있어서 AAP(4.8㎪) 또는 단순히 AAP라고도 칭해진다.

또한, 입자상 흡수제에 있어서, FSR을 올리기 위해서는 표면적을 크게 하는 편이 좋다. 표면적을 올리기 위해서는, 어느 정도, 입경이 작은 것이 많이 포함되면 좋다. 그러나, 미분(특히 입자 직경이 150㎛ 미만인 입자)이 많아지면, AAP나, SFC를 올리는 것이 어려워진다.

본 발명의 충전 방법에 의하면, 물성의 컨트롤이 어려운 미분을, 편석 없이 각 로트에 배분할 수 있어, 균질한 입자상 흡수제가 얻어지는 점에서, 획기적인 발명이다.

[SFC]

식염수 흐름 유도성(SFC)은 입자상 흡수제의 팽윤 시의 액 투과성을 나타내는 값이다. 이 식염수 흐름 유도성은 통액성이라고도 칭해진다. 이 식염수 흐름 유도성(SFC)의 값이 클수록, 입자상 흡수제는 높은 액 투과성을 갖는 것을 나타내고 있다.

입자상 흡수제의 식염수 흐름 유도성(SFC)은, 바람직하게는 20(×10^-7ㆍ㎤ㆍsㆍg^-1) 이상이다. 이 입자상 흡수제가 사용된 기저귀 등의 흡수성 물품은 체액 등을 잘 흡수한다. SFC는, 보다 바람직하게는 30(×10^-7ㆍ㎤ㆍsㆍg^-1) 이상이고, 이하의 순으로, 35(×10^-7ㆍ㎤ㆍsㆍg^-1) 이상, 40(×10^-7ㆍ㎤ㆍsㆍg^-1) 이상, 45(×10^-7ㆍ㎤ㆍsㆍg^-1) 이상이 바람직하고, 특히 바람직하게는 45.5(×10^-7ㆍ㎤ㆍsㆍg^-1) 이상이다. 이와 같은 입자상 흡수제를 포함하는 흡수성 물품에서는, 그 물품에 포함되는 입자상 흡수제의 농도가 30중량% 이상, 보다 구체적으로는 50중량% 이상인 경우에 있어서도, 소변의 흡수 속도가 적절히 유지되어, 누설의 발생도 억제된다.

[CRC]

입자상 흡수제의 생리 식염수에 대한 무가압 하 흡수 배율(CRC)은 5(g/g) 이상인 것이 바람직하다. 이 무가압 하 흡수 배율은, 보다 바람직하게는 15(g/g) 이상, 더욱 바람직하게는 25(g/g) 이상이다. 이 무가압 하 흡수 배율의 상한은 특별히 제한되지 않지만, 현실적으로는 60(g/g), 45(g/g), 혹은 40(g/g) 정도이다.

[FSR]

입자상 흡수제의 흡수 속도(FSR)는 0.20(g/g/s) 이상인 것이 바람직하고, 0.24(g/g/s) 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.25(g/g/s) 이상인 것이 더욱 바람직하고, 0.30(g/g/s) 이상인 것이 특히 바람직하다. 이 FSR의 상한은 특별히 제한되지 않지만, 현실적으로는 1.00(g/g/s), 0.50(g/g/s), 혹은 0.45(g/g/s) 정도이다.

[입자 형상]

입자상 흡수제(흡수성 수지)의 입자 형상은 진구(평균 구형도=1.0)가 아닌 것이 바람직하고, 구상, 대략 구상, 부정형 파쇄상이나 그들의 조립물(응집물)이 적합하고, 그들 입자의 발포체여도 된다. 또한, 평균 구형도는 국제 공개 제2008/009599호에 기재된 측정 방법이 참조된다.

그러나, 본 발명의 샘플링 방법의 효과를 발휘하는 관점에서, 바람직하게는 부정형 파쇄상이나 그들의 조립물이다. 또한, 부정형 파쇄상이나 그들의 조립물이면, 흡수 속도나 펄프로의 고정성이라는 관점에서도 바람직하다. 또한, 충전하는 입자상 흡수제(흡수성 수지)가 부정형 파쇄상인 것에 의해, 후술하는 충전되어 있는 입자상 흡수제의 흡수성 수지도 동일한 형상을 갖고 있게 된다. 즉, 입자상 흡수제 충전물은 흡수성 수지를 포함하여 구성되고, 상기 흡수성 수지가, 부정형 파쇄상 입자이다. 또한, 이 부정형 파쇄상 입자를 제작하기 위해서는 역상현탁 중합에 의하지 않는 편이 바람직하다.

또한, 상기 부정형 파쇄상 입자란, 특정한 형상을 갖지 않는, 표면이 불규칙한 요철에 의해 형성되어 있는 입자를 가리킨다.

[벌크 비중]

입자상 흡수제의 벌크 비중(벌크 밀도)(JIS K 3362)은, 통상 0.45 내지 0.75(g/ml)이고, 바람직하게는 0.50 내지 0.70(g/ml)이고, 0.55 내지 0.65(g/ml)가 보다 바람직하다. 0.50(g/ml) 이상이면, 고흡수 속도를 갖는 입자상 흡수제를 생산할 수 있는 관점에서 바람직하다. 0.70(g/ml) 이하이면, 바람직한 흡수 속도를 얻을 수 있다는 관점에서 적합하다. 또한, 본 발명의 충전 방법이면, 상기 범위에 있어서, 수송 중의 편석 억제 효과가 현저하게 나타나므로 바람직하다. 또한, 본 발명의 충전 방법에 의하면, 벌크 비중이 낮은 입자상 흡수제를 효율적으로 충전할 수 있다.

또한, 벌크 비중에 대해서는 이하와 같이 측정한다.

벌크 비중 측정기(구라모치 가가쿠 기키 세이사쿠쇼제)를 사용하여, JIS K 3362에 준하여 측정한다. 입도에 의한 치우침을 없애기 위해 충분히 혼합된 입자상 흡수제 100.0g을, 댐퍼를 닫은 깔때기에 넣은 후, 빠르게 댐퍼를 열고, 입자상 흡수제를 내용량 100ml의 수용기(중량 W9(g))에 떨어뜨린다. 수용기로부터 융기된 입자상 흡수제는 유리 막대로 비벼 떨어뜨린 후, 입자상 흡수제가 들어간 수용기의 무게(중량 W10(g))를 0.1g까지 정확하게 측정하여, 이하의 식에 따라 벌크 비중을 산출한다. 또한, 측정을 행한 환경의 온도는 24.2℃로 하고, 상대 습도는 43%RH로 한다.

벌크 비중(g/ml)=(W10(g)-W9(g))/100

<충전 방법>

계속해서, 상기에서 설명한 본 발명의 실시 형태에 있어서의 「입자상 흡수제」를, 충전 용기에 충전하는 방법에 대해 설명한다. 본 발명의 입자상 흡수제의 충전 방법(본 명세서 중, 간단히 「본 발명의 충전 방법」이라고도 칭함)은 입자상 흡수제를 충전 용기에 충전하는 충전 공정과, 상기 충전 용기를 상기 충전 용기 외부로부터 진동시키는 진동 공정을 갖고, 상기 충전 공정의 개시부터 종료까지의 사이에, 적어도 1회의 진동 공정을 실시하는 입자상 흡수제의 충전 방법이며,

상기 진동 공정에 있어서의 진동 조건이 하기 (a) 및 (b)의 조건을 만족시키는 입자상 흡수제의 충전 방법이다.

(a) 상기 충전 용기와 접촉하는 진동체의 진동이 연직 방향 성분을 갖고, 진동각이 90°±30° 이내이다.

(b) 상기 진동체의 무하중에서의 전체 진폭 및 무하중에서의 진동수의 설정이 하기 식 1-1 및 식 2, 또는 식 1-2 및 식 2를 만족시킨다.

또한, 가속도 및 진동 지수는 각각 하기 식 3 및 하기 식 4에 의해 산출되는 값이다.

상기와 같은 구성에 의해, 각 최종 제품(흡수성 물품)의 흡수 물성값의 편차를 유의하게 저감시킬 수 있으므로, 물성 저하나 소비자 클레임이 보다 적은 기술을 제공할 수 있다.

상기와 같이 본 발명의 충전 방법은 입자상 흡수제를 충전 용기에 충전하는 충전 공정과, 상기 충전 용기를 상기 충전 용기 외부로부터 진동시키는 진동 공정을 갖는다.

(충전 공정의 개시와 종료)

「충전 공정의 개시」란, 입자상 흡수제를 충전 용기에 넣기 시작한 시점, 보다 정확하게는, 충전 용기의 내부 공간에 입자상 흡수제가 처음으로 들어간 시점이고, 「충전 공정의 종료」란, 상기 용기의 입자상 흡수제가 소정량(최종 충전량 W2)인 것을 확인할 수 있었던 시점이다.

예를 들어, 이하의 수순으로 행해지는 경우에는, (2)의 개시가 「충전 공정의 개시」에 상당하고, (5)의 종료가 「충전 공정의 종료」에 상당한다.

(1) 충전 장소에 충전 용기가 세트되고, (2) 충전용 호퍼의 출구가 열리고, 충전 용기 내에 입자상 흡수제가 들어가고, (3) 충전 용기 내에 입자상 흡수제가 퇴적하고, (4) 충전을 멈추고, (5) 소정량이 되도록 조정되어 공급되고, (6) 충전 용기의 덮개가 닫히고, (7) 충전 용기가 후속 공정으로 보내진다.

도 1에서 설명하면, 입자상 흡수제가 배출구(18)를 통과한 시점이 개시이고, 입자상 흡수제를 충전 용기(16)에 소정량의 충전을 확인한 시점이 종료이다. 따라서, 충전 용기(16)를 배출구(18)에 설치하고, 또한 제거하는 단계는 충전 공정에는 포함되지 않는다.

또한, 소정량이란, 유일한 양일 필요는 없고, 목표값의 ±5% 이내, 바람직하게는 ±3% 이내, 보다 바람직하게는 ±1% 이내의 폭으로 관리되는 양이어도 되고, 또한 질량 및/또는 용량 중 어느 것이어도 된다. 즉, "㎏"으로 표현되는 중량이어도 되고, "L"로 표현되는 체적이어도 된다.

(공급되는 입자상 흡수제)

충전 공정에서 공급되는 입자상 흡수제의 온도는 30℃ 이상이 바람직하고, 35℃ 이상이 보다 바람직하다. 적당한 온도이면, 입자끼리의 응집이 억제되어, 진동 효과가 높아지지만, 입자상 흡수제의 물성을 유지하는 관점에서, 90℃ 이하가 바람직하고, 70℃ 이하가 보다 바람직하다. 따라서, 본 발명의 충전 방법의 바람직한 형태에 의하면, 진동 공정에 있어서의 상기 입자상 흡수제의 온도는 30 내지 70℃이다.

(충전 용기)

상기 충전 용기(16)는 플렉서블 컨테이너 백, 컨테이너, 가반식 사일로, 페이퍼 백 등이 있고, 예를 들어 국제 공개 제2005/077786호에 예시되는 사일로여도 된다.

충전 용기의 용량은 최종 충전량(W2)과, 그 단위 용적당의 질량인 벌크 비중(BD)으로부터, 적절히 설계되어, W2÷BD의 1.05배 이하에서는 덮개를 덮을 수 없는 경우가 있으므로, 바람직하지 않다. 상한은 충전 용기의 비용, 보관 장소의 스페이스, 수송 비용 등을 감안하여 적절히 설정하면 되고, 통상은 1.5배 이하이면 충분하다.

구체적으로는, 20㎥ 이하이고, 0.1 내지 10㎥가 바람직하고, 700리터 이상 2500리터 이하가 보다 바람직하고, 1000 내지 2000리터가 더욱 바람직하다. 단, 상기와 같이, 지나치게 큰 쪽에는 특별히 문제는 발생하지 않는다. 또한, 지나치게 큰 구체예로서는, 복수의 충전 용기로 소정량을 충전하고, 마지막으로 소정량에 만족되지 않는 입자상 흡수제를, 충전 용기 사이즈를 변경하지 않고 그대로 충전하는 경우 등이 있다.

상기 플렉서블 컨테이너 백은, 바람직하게는 2층 이상의 복층 구조를 갖는다. 내층을 구성하는 재료는, 특별히 제한되지 않지만, 입자상 흡수제의 누설이나 흡습을 방지할 수 있는 재질인 것이 바람직하다. 내층의 재질로서, 방습성을 보유하는 재질이면 채용할 수 있다. 구체적으로는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리염화비닐(PVC), 알루미늄라미네이트재, 알루미늄 증착재 등을 바람직하게 들 수 있다.

또한, 외층을 구성하는 재료도, 특별히 제한되지 않지만, 강도가 우수한 직포 등이 바람직하게 사용된다. 또한, 외층을 구성하는 재료는 상기한 바와 같은 성질을 갖는 것이면 특별히 제한되지 않지만, 구체적으로는 폴리프로필렌 등을 바람직하게 들 수 있다.

충전 용기 내의 상대 습도는 65%RH 이하인 것이 바람직하고, 60%RH 이하가 보다 바람직하고, 30%RH 이상이 바람직하다. 상기 상대 습도는 하기의 공급 준비에 있어서 조정할 수 있다. 또한, 충전 용기 내의 기온은 20℃ 이상이 바람직하고, 30℃ 이상이 보다 바람직하고, 70℃ 이하가 바람직하고, 60℃ 이하가 바람직하다. 또한, 충전 용기(충전 장치) 주위의 기온은 20 내지 30℃인 것이 바람직하다.

(공급 준비)

충전 공정을 개시하기 전에, 충전 용기의 내부에 드라이 에어를 충전한 후, 공급 공정이 이루어지는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서의 드라이 에어란, 노점이 -10℃ 이하인 기체(공기 등)를 말한다. 입자상 흡수제의 우수한 물성이 안정적으로 유지되고, 또한 블로킹이 방지될 수 있다는 관점에서, 노점이 -10℃ 이하인 것이 바람직하고, -15℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, -20℃ 이하인 것이 특히 바람직하다. 또한, 노점의 하한값으로서는 -100℃이다. 또한, 상기 드라이 에어의 온도는 -10 내지 100℃, 바람직하게는 0 내지 50℃, 바람직하게는 10 내지 40℃, 또한 20 내지 30℃(실온) 정도이다.

(공급)

공급이란, 입자상 흡수제가 충전 용기 내로 이동하고 있는 상태를 가리키고, 1개의 충전 용기로의 공급은, 1회여도 되고, 복수회여도 된다. 또한, 상기 공급, 즉 입자상 흡수제의 이동을 발생시키는 주된 힘은 중력이 바람직하다. 충전 호퍼 등을 보조적으로 진동시켜도 되지만, 상기 보조적인 진동은 입자상 흡수제의 미분화를 일으키는 경우가 있고, 충전 호퍼 내의 잔사를 배출하는 경우 등으로 한정하는 것이 바람직하다. 따라서, 충전 용기로 연결되는 공급을 위한 라인은 입자상 흡수제의 안식각(angle of repose)보다 큰 각도를 갖도록 설정되어 있는 것이 바람직하다.

소정량을 효율적으로 충전하기 위해, 하나의 충전 용기에 대해 복수의 공급을 행할 수도 있다. 상기 공급 횟수는, 바람직하게는 2 내지 4회, 보다 바람직하게는 2 내지 3회, 특히 바람직하게는 2회이다. 복수의 공급의 구체적인 형태로서는, 최초의 공급에서, 소정량의 50% 이상을, 바람직하게는 60% 이상을, 보다 바람직하게는 70% 이상을, 더욱 바람직하게는 80% 이상을, 특히 바람직하게는 90% 이상을 공급하고, 그 후의 공급에 의해 소정량이 되는 형태를 들 수 있다.

최종 충전량(W2)으로서, 실기의 스케일(상업 스케일)에서는 100㎏ 이상, 200㎏ 이상, 300㎏ 이상, 400㎏ 이상, 500㎏ 이상, 600㎏ 이상, 700㎏ 이상, 800㎏ 이상의 순으로 바람직하다. 한편, 20000㎏ 이하, 10000㎏ 이하, 2000㎏ 이하, 1500㎏ 이하, 1200㎏ 이하, 1100㎏ 이하의 순으로 바람직하다. 따라서, 본 발명의 충전 방법의 바람직한 형태에 의하면, 상기 W2가, 상기 식 1-1에 있어서, 20000㎏ 이하이다.

또한, 연구소 스케일이면, 최종 충전량(W2)으로서, 100㎏ 미만이 바람직하고, 70㎏ 이하가 바람직하고, 30㎏ 이하가 더욱 바람직하다. 한편, 0.5㎏ 이상이 바람직하고, 1㎏ 이상이 보다 바람직하고, 2㎏ 이상이 더욱 바람직하다.

단위 시간당의 공급량, 즉 공급 속도는 1회의 공급에 있어서 일정할 필요는 없고, 또한 복수회의 공급에 있어서 공급마다 상이할 수도 있다. 즉, 복수회의 공급을 행할 때, 그 공급 속도는 등속이어도 되고, 비등속이어도 되지만, 후반부(예를 들어, 공급 횟수가 2회인 경우는 2회째, 공급 횟수가 3회인 경우는 3회째)의 공급 속도를 가장 느리게 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 1회째의 공급 속도에 대해, 바람직하게는 1/5 이하, 보다 바람직하게는 1/10 이하의 공급 속도로 한다. 상기 공급 속도의 범위로 함으로써, 보다 정확한 공급을 행할 수 있으므로, 바람직하다.

본 발명에서는 공급, 즉 입자상 흡수제의 이동을 발생시키는 주된 힘은, 중력이 바람직하므로, 공급 속도는 취급하는 입자상 흡수제의 분체 흐름성의 의존이 크고, 공급 속도보다도, 「공급 시간」 및 「충전 개시부터 충전 종료까지의 시간」을 제어하는 것이 바람직하다. 또한, 「공급 시간」은 복수회의 공급을 행하는 경우에는 그 합계 시간이고, 「충전 개시부터 충전 종료까지의 시간」에는 복수회의 공급을 행하는 경우의 「선행 공급」과 「후속 공급」 사이의 시간을 포함하고 있다. 즉, 공급을 복수회로 나누어 행하는 경우, 공급의 시간과, 공급을 정지하는 시간이 존재하지만, 「충전 개시부터 충전 종료까지의 시간」은 그들 모두를 포함하는 개념이다.

상기 공급 시간은 5분간 이하가 바람직하고, 4분간 이하가 보다 바람직하고, 3분간 이하가 더욱 바람직하고, 2분간 이하가 특히 바람직하다. 지나치게 짧으면, 충전 비중(PD)이 벌크 비중(BD)보다도 대폭으로 작아져, 충전 용기로부터 넘쳐나오는 경우가 있다. 또한, 소정량의 제어의 관점에서, 20초 이상이 바람직하고, 30초 이상이 보다 바람직하고, 50초 이상이 더욱 바람직하고, 60초 이상이 특히 바람직하다.

또한, 공급이 복수회로 나누어 행해지는 경우로서, 어느 공급의 종료 시부터 어느 공급의 개시 시의 시간, 즉, 공급을 중단하고 있는 시간은 5분간 이하가 바람직하고, 4분간 이하가 보다 바람직하고, 3분간 이하가 더욱 바람직하고, 2분간 이하가 특히 바람직하다.

(진동 공정)

바람직한 형태에 의하면, 상기 충전 공정의 개시부터 종료까지의 사이에, 상기 입자상 흡수제의 최종 충전량 W2에 대한 충전량 W1의 비율을 W1/W2로 나타냈을 때에, W1(상기 충전 용기 중의 입자상 흡수제)이 W2(최종 충전량)에 대해, 10 내지 100중량%가 되어 있을 때에, 진동 공정이 실시된다. 즉, 진동 공정이, 상기 충전 용기에 대한 상기 입자상 흡수제의 최종 충전량 W2에 대한, 상기 입자상 흡수제의 충전량 W1의 비율:W1/W2로 나타냈을 때에, W1/W2=10 내지 100중량%일 때에 실시된다. 여기서, 10중량% 미만의 경우에는, 충분한 중량이 진동체 위에 놓여 있지 않으므로, 진동체가 이동해 버리거나, 위치가 어긋나 버릴 우려가 있다.

그리고, 상기와 같이 하기 a) 내지 b)의 조건을 만족시키는 진동 공정을, 적어도 1회 실시함으로써, 「충전 후」에 있어서도, 「수송 후」에 있어서도, 편석이 적은 입자상 흡수제를 얻을 수 있다.

(a) 상기 충전 용기와 접촉하는 진동체의 진동이, 연직 방향 성분을 갖고, 진동각이 90°±30° 이내이다

(b) 상기 진동체의 무하중에서의 전체 진폭 및 무하중에서의 진동수의 설정이 하기 식 1-1 및 식 2, 또는 식 1-2 및 식 2를 만족시킨다

충전 용기당의 입자상 흡수제의 최종 충전량: W2≥100㎏의 경우,

<식 1-1>

1≤가속도(G)≤13

충전 용기당의 입자상 흡수제의 최종 충전량: W2<100㎏의 경우,

<식 1-2>

1≤가속도(G)≤15

<식 2>

27.0≤진동 지수≤44.0

<식 3>

가속도(G)=무하중에서의 전체 진폭(㎜)/2/1000×(2π×무하중에서의 진동수(㎐))²/9.8

<식 4>

진동 지수=42-0.29×무하중에서의 진동수(㎐)+1.24×가속도(G)

또한, 상기 진동수나 전체 진폭, 진동각은 신포니아 테크놀로지사제의 V체커(형식 VC2)로 측정할 수 있다.

상기와 같이 본 발명의 충전 방법에 있어서는, (a) 상기 충전 용기와 접촉하는 진동체의 진동이 연직 방향 성분을 갖고, 진동각이 90°±30° 이내인 것을 특징으로 한다. 보다 쉽게 말하면, 진동체의 진동 방향은 연직 방향의 상하 이동을 기본으로 하여, 각도를 부여한다고 해도, ± 30° 이내인 것이다. 30°를 초과하면, 즉 수평 성분을 기본적으로 넣은 진동을 행하면, 상기 (I)의 단락, 즉 충전 직후이면, 입자상 흡수제 충전물에 편차를 발생시키지 않지만, 상기 (II)의 수송을 행하면, 상기 (III) 단계에서, 입자상 흡수제 충전물에 편석을 발생시킨다.

상기 진동체란, 도 1에 있어서의 진동 발생기(12) 및 적재부(10)를 합한 부위를 가리킨다. 또한, 이 부위는 일체화되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서의 진동 충전의 조건 설정(즉, 본 발명의 가속도, 진동 지수가 산출되는 진동 조건)은 상기 진동체 위에, 팔레트(26)나 충전 용기(16)가 적재되어 있지 않은 상태, 즉 무하중의 상태에서 행해진다.

또한, 상기 팔레트는 충전 용기를 적재할 수 있는 교환 가능한, 판상체인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 판상체는 전체면이 플랫(평면)일 필요는 없고, 발상이나 격자상의 판이어도 되고, 또한 메쉬상의 판이나 다공판이어도 된다. 상기 판상체는 상기 W2의 질량 1t당 5 내지 50㎏의 질량을 갖고 있는 것이 바람직하고, 또한 중공 구조를 갖고 있는 것이 보다 바람직하다. 5 내지 50㎏인 것에 의해, 강도를 충분한 것으로 할 수 있고, 또한 취급성도 향상된다. 또한, 상기 중공 구조를 갖고 있으면, 충전 후의 충전 용기를 포크리프트 등으로 이동시키는 것이 용이할뿐만 아니라, 본 발명의 효과가 보다 촉진되는 효과가 얻어진다. 후자의 이유는 명확하지는 않지만, 입자상 흡수제의 질량에 의해 진동 발생기가 발생시키는 진동이 감쇠되는 것을 억제하는 것이라고 생각된다. 따라서, 본 발명의 충전 방법의 바람직한 형태에 의하면, 상기 팔레트가, 상기 입자상 흡수제 1t당 5 내지 50㎏의 질량을 갖는 교환 가능한 판상체이다. 바꾸어 말하면, 최종 충전량 W2로서 1t을 예정하고 있는 경우, 상기 팔레트로서는, 5 내지 50㎏의 질량을 갖는 교환 가능한 판상체인 것이 바람직하다는 것이다. 또한, 본 명세서 중, 「교환 가능」이란, 팔레트 자체가 교환 가능한 것이어도 되고, 팔레트의 일부가 파손 등이 되었을 때에, 보수 등에 의한 교환 가능한 것이어도 된다.

상기 팔레트의 재질은 목제, 플라스틱제, 금속제, 종이제 등을 들 수 있고, 목제 또는 플라스틱제가 바람직하다. 또한, 100% 목제 또는 플라스틱제일 필요는 없고, 못이나 설치 금속 부재 등의 부품이 접합되어 있어도 된다.

목제의 경우, 1매당의 중량은 5 내지 50㎏이 바람직하고, 10 내지 30㎏이 더욱 바람직하다. 또한, 상면의 면적(예를 들어, 세로 110㎝, 가로 110㎝의 경우, 12100㎠, 판 사이의 간극도 면적에 포함함)당의 중량은 0.4 내지 4.1(g/㎠)가 바람직하고, 0.8 내지 2.5(g/㎠)가 더욱 바람직하다. 이러한 범위이면, 진동이 효율적으로 전해져 본 발명의 효과가 얻어지기 쉽다는 기술적 효과가 있다.

플라스틱제의 경우, 1매당의 중량은 5 내지 50㎏이 바람직하고, 10 내지 25㎏이 더욱 바람직하다. 또한, 상면의 면적(예를 들어, 세로 110㎝, 가로 110㎝의 경우, 12100㎠, 판 사이의 간극도 면적에 포함함)당의 중량은 0.4 내지 4.1(g/㎠)가 바람직하고, 0.8 내지 2.1(g/㎠)가 더욱 바람직하다. 이러한 범위이면, 진동이 효율적으로 전해져 본 발명의 효과가 얻어지기 쉽다는 기술적 효과가 있다.

상기와 같이 본 발명의 충전 방법에 있어서, 상기 진동체의 진동이, 수평 방향만의, 소위 좌우 흔들림만으로는 본 발명의 효과는 얻을 수 없고, 연직 방향의 진동이 필요하다. 또한, 연직 방향의 진동 성분을 갖고 있었다고 해도, 진동각이 30°를 초과하면, 본 발명의 효과를 얻을 수는 없다. 상기와 같이 본 발명의 충전 방법에서는, 완전한 연직 진동뿐일 필요는 없지만, 그 진동각이 연직 방향(90°)으로부터, ± 30° 이내인 것이 필요하다.

또한, 본 명세서에 있어서, 「진동각」이란, 연직 방향축과, 상기 연직 방향축의 수평면으로의 사영에 의해 얻어지는 수평축에 의해 형성되는 진동 방향축의 각도이다.

또한, 상기 진동 방향축은, 상기 진동체의 진동이 직선 진동인 경우에는 상기 진동 방향이고, 상기 진동체의 진동이 비직선 진동인 경우에는 최대 진폭 방향이다. 이러한 진동각은 90°±20° 이내이면 더욱 바람직하고, 90°±10° 이내이면 보다 더욱 바람직하고, 90°±5° 이내가 가장 바람직하다.

또한, 단축 진폭이 장축 진폭의 10% 이상 존재하는 경우, 비직선 진동(특히, 타원 진동)이라고 간주한다. 상기 진동체의 진동이 비직선 진동인 경우에는, 상기 진동 방향축의 전체 진폭인 장축 진폭에 대한, 상기 진폭 방향축에 수직 방향이고 최대의 진폭인 단축 진폭의 비율이 0%를 초과하고 60%이면 바람직하고, 50% 이하이면 보다 바람직하고, 30% 이하이면 더욱 바람직하고, 10% 이하이면 특히 바람직하다. 이와 같은 범위이면, 수평 방향의 진동을 억제할 수 있다.

또한, 상기 진동체의 무하중에서의 전체 진폭은 0.25㎜ 이상이 바람직하고, 0.3㎜ 이상, 0.5㎜ 이상, 1.0㎜ 이상의 순으로 보다 바람직하다. 특히, 0.3㎜ 이상이면, 본 발명의 효과를 효율적으로 발휘할 수 있다. 진동체로의 과도한 부담을 억제하는 관점에서, 상기 진폭 V1은 50㎜ 이하가 바람직하고, 10㎜ 이하가 보다 바람직하고, 6㎜ 이하가 더욱 바람직하고, 5㎜ 이하가 특히 바람직하다. 또한, 본 명세서에 있어서 「진폭」과, 「전체 진폭」은 동일한 의미로서 취급한다.

또한, 상기 진동체의 무하중에서의 진동수가 10 내지 90㎐이면, 더욱 바람직하다. 진동수가 10㎐ 미만에서는, 본 발명의 효과가 얻어지기 어렵고, 90㎐를 초과해도 마찬가지로 본 발명의 효과가 저감된다. 상기 진동수는 15 내지 80㎐이면 보다 바람직하고, 20 내지 75㎐이면 더욱 바람직하고, 20 내지 70㎐이면 특히 바람직하다. 또한 「진동수」를 「주파수」로 표기하는 경우도 있다.

본 발명의 진동 방법에 있어서, 입자상 흡수제의 최종 충전량:W2≥100㎏의 경우에는, 1≤가속도(G)≤13을 만족시키지만, 10G 이하가 바람직하고, 1.5 내지 9.5G가 보다 바람직하고, 1.6 내지 9.0G가 더욱 바람직하고, 1.8 내지 8.5G가 특히 바람직하다. 이러한 형태에 있어서, 가속도가 1G 미만인 경우는 진동이 충분하지 않으므로 본 발명의 효과를 얻을 수 없고, 13G보다 큰 경우는 장치의 훼손 우려가 있다. 또한, 편석을 억제할 수 없을 우려가 있다. 한편, 특히 10G 이하인 경우, 충전 장치의 훼손을 방지할 뿐만 아니라, 본 발명의 효과가 현저하게 나타난다는 기술적 효과가 있다.

또한, 본 발명의 진동 방법에 있어서, 입자상 흡수제의 최종 충전량:W2<100㎏의 경우, 1≤가속도≤15를 만족시키지만, 이러한 형태에 있어서의 가속도는 1.0 내지 15G가 바람직하고, 1.5 내지 14.8G가 보다 바람직하고, 1.8 내지 14.6G가 더욱 바람직하다. 본 형태는, 특히, 연구소 스케일을 상정한 것이다. 충전되는 입자상 흡수제의 중량이, 유의하게 작은 경우(즉, 입자상 흡수제의 최종 충전량:W2<100㎏의 경우), 가속도가 13G를 초과해도, 파손 등의 우려가 낮고, 또한 편석을 억제하여 충전을 행할 수 있다. 그러나, 15G를 초과하면, 편석이 발생해 버려, 본 발명의 효과를 얻을 수 없다.

여기서, 진동 지수는 상기 가속도와 진동수가 특정한 관계에 있는 경우에, 본 발명의 효과를 발현하는 것을 나타낸 것이다. 즉, 「진동 지수」란, 진폭과 가속도를 변화시켜 진동 충전을 행할 때, 그 용적 축소 효과(분체의 벌크 비중의 변화량)를 지수화한 것이고, 용적 축소 효과를 목적 변수, 진폭과 가속도의 수치를 설명 변수로 하여 다중 회귀 분석을 행함으로써 도출한 수식으로부터 산출되는 값을 의미한다. 상기 진동 지수는 본 발명의 편석 방지 효과와 상관 관계가 있고, 특정한 진동 지수로 함으로써 본 발명의 효과가 현저하게 얻어진다. 보다 구체적인 유도 방법은 실시예의 란에 있어서, 설명한다.

진동 지수는 27.0 내지 44.0이고, 바람직하게는 28.0 내지 43.8, 보다 바람직하게는 30.0 내지 43.6이다. 진동 지수가 27.0 미만인 경우는 진동이 충분하지 않을 우려가 있고, 44.0보다 큰 경우는 장치를 훼손할 우려가 있다.

또한, 상기 공급이 복수회 행해지고, 또한 적어도 1회의 공급 정지부터 다음의 공급 개시 사이에 진동 공정이 행해질 수도 있다.

상기 진동 공정은 충전 용기 중의 입자상 흡수제의 양 W1이, 최종 충전량 W2에 대해, 즉 W1/W2가, 30 내지 100중량%일 때에 행해지면 보다 바람직하다.

또한, 공급이 2회인 경우에는, W1/W2가, 40 내지 95중량%이면 더욱 바람직하다. 또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, W1/W2가, 30 내지 95중량% 중 어느 하나의 시점에 있어서, 진동 공정뿐인 상태를 경유한다.

또한, 진동 공정의 시간이 지나치게 짧으면, 본 발명의 효과를 충분히 얻을 수 없을 우려가 있고, 지나치게 길면 입자상 흡수제의 파쇄가 일어날 우려가 있으므로 바람직하지 않다. 따라서, 진동 시간으로서는, 10 내지 60초가 바람직하고, 15 내지 45초가 보다 바람직하고, 20 내지 40초가 더욱 바람직하다.

또한, 충전 공정에서, 충전 용기 내로 입자상 흡수제를 공급함으로써 입자상 흡수제가 충전 용기 내에 저류된다. 경우에 따라 진동 공정을 행하면서, 공급을 계속함으로써, 입자상 흡수제가 퇴적된다. 본 발명의 충전 방법의 바람직한 형태에 의하면, 퇴적된 입자상 흡수제 표면으로부터 30㎝ 이내의 공간부에 있어서의 상대 습도가 30 내지 65%RH이다. 이러한 형태이면, 입자끼리의 응집이 일어나지 않아 본 발명의 효과가 얻어지기 쉽다는 기술적 효과가 있다. 본 발명에서는, 흡습의 억제 등에 기인하여 입자상 흡수제의 물성이 높여질 수 있다.

(충전 및 진동 장치)

본 발명의 기계(진동 장치)는, 바람직하게는 500(㎏/시간) 이상, 더욱 바람직하게는 1(톤/시간) 이상, 특히 바람직하게는 1.5(톤/시간) 이상의 생산 규모(상한은 15(톤/시간) 정도)의 연속 생산되는 입자상 흡수제의 충전에 적합하다.

또한, 본 발명에 따르면, 본 발명의 충전 방법에 사용되는, 충전 및 진동 기능을 구비한 기계도 제공된다.

도 1에 도시되는 충전 장치(2)는, 호퍼(4)와, 보온 장치를 구비한 중간부(6)와, 버터플라이 댐퍼를 구비한 배출 제어부(8)와, 배출구(18)와, 적재부(10)와, 진동 발생기(12)와, 프레임(14)을 갖는다.

도 1에 도시하는 형태에서는, 또한 충전 용기(16)로서 2점 쇄선으로 나타나 있는 플렉서블 컨테이너 백을 사용하는 예이므로, 상기 플렉서블 컨테이너 백에 접합되어 있는 현수 벨트(20)와, 상기 현수 벨트(20)를 거는 현수부(22)와, 팔레트(26)가 도시되어 있다.

또한, 충전 용기(16)인 플렉서블 컨테이너 백의 개구부는 배출구(18)에 형성되고, 현수 벨트(20)를 현수부(22)에 걺으로써 고정되어 있다.

호퍼(4)에 공급된 입자상 흡수제는 중간부(6) 및 배출 제어부(8)를 거쳐서, 배출구(18)로부터 충전 용기(16)로 공급된다. 입자상 흡수제의 공급량의 조정은 미리 계량한 후 호퍼(4)로 공급하는 방법, 호퍼(4)로서 계량 기능을 구비한 계량 호퍼를 사용하여 행하는 방법, 진동 발생기(12)의 아래에 설치된 저울로 행하는 방법 등에 의해 행할 수 있고, 또한 복수의 방법을 조합할 수도 있다.

호퍼(4) 및/또는 중간부(6)는 보온 및/또는 온도 조절 기구를 구비하고 있으면 보다 바람직하다.

배출 제어부(8)는 공급의 개시와 정지를 제어하는 부위이다. 입자상 흡수제의 공급량을, 진동 발생기(12)의 아래에 설치된 저울로 행하는 경우에는, 유량 조정기(도시하지 않음)를, 상기 배출 제어부(8)의 상류 또는 하류에 구비하고 있어도 되고, 혹은 상기 배출 제어부(8) 자체에 그 기능을 구비시킴으로써, 계량의 정밀도를 올릴 수 있으므로 바람직하다.

적재부(10)는 충전 용기(16)를 직접 적재하여 진동체로서 병용해도 되고, 팔레트(26)를 적재할 수 있는 구조여도 된다. 적재부(10)의 상면(24)은 수평 또는 팔레트(26)의 상면이 수평이 되는 형상을 갖고 있는 것이 바람직하다. 상기 형상에 의해, 충전 용기(16)의 저면이 수평이 되어, 충전 용기 내의 입자상 흡수제에 균일하게 진동이 가해지므로, 바람직하다.

진동 발생기(12)는 진동의 발생원이다. 진동 발생기(12)는 언밸런스 매스형, 유압형, 동전(動電)형 등, 각종 형식에서 선택할 수 있다. 동전형은 전체 진폭을 크게 하는 것이 곤란하고, 유압형은 유지 보수에 수고가 많이 들고, 언밸런스 매스형은 저렴하고 유지 보수가 용이하기는 하지만 비직선 진동이 된다. 따라서, 언밸런스 매스형의 진동 발생기를 복수 사용하여, 수평 방향의 진폭을 서로 상쇄하도록 배치 및 진동 주기를 조정하는 형태가 보다 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 수평 방향의 진동을 유의하게 저감시킬 수 있고, 입자상 흡수제 충전물의 편석을 저감할 수 있어, 본 발명의 효과를 발휘할 수 있다.

즉, 본 발명의 충전 방법의 바람직한 실시 형태에 있어서는, 상기 진동의 발생에, 언밸런스 매스형의 진동 발생기를 복수 사용하여, 수평 방향의 진폭을 서로 상쇄하도록 배치함으로써, 진동 방향을 조정한다.

언밸런스 매스형은, 소위 진동 모터이고, 공지의 진동 모터를 사용할 수 있다. 진동 모터로서, 예를 들어 유라스 테크노 가부시키가이샤제 「KEE-16-2, (이하, KEE-를 생략함) 23-2, 30-2, 40-2, 17-4, 24-4, 34-4, 52-4B, 75-4B, 84-4C, 110-4, 24-6C, 34-6, 45-6B, 60-6B, 80-6C, 110-6, 140-6, 165-6, 185-6, 32-8, 35-8R, 54-8B, 60-8BR, 85-8, 100-8R, 110-8B, 125-8R, 135-8B, 150-8R, 170-8B, 185-8BR」 등의 KEE 시리즈, 엑센 가부시키가이샤제의 상품명 「KM170-2PA」 등의 KM-2PA, KM-4PA 시리즈, NetterVibration사제 「NEG/NEA50550」 등의 NEG/NEA 시리즈 등을 들 수 있다. 그 밖에, 진동 모터 이외에도, 일본 특허 공개 평10-034084호에 예시되는 가진(加振) 장치도 적용할 수 있다.

충전 용기(16)는 팔레트(26)(팔레트(26)가 사용되지 않는 경우는, 적재부(10)) 이외와의 접촉이 최소한이 되도록 설치하는 것이 바람직하다. 고정 등을 위해 팔레트(26) 이외와 접촉시키는 경우에는, 충전 용기(16)의 진동을 감쇠시키지 않는 부재나 구조를 갖는 방법으로 행하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 현수 벨트(20)는 천 등의 유연한 소재를 사용하여, 충전 용기(16)와 접촉부에 여유를 갖게 하는 구조, 현수부(22)와의 접촉부에 여유를 갖게 하는 구조 등이면 바람직하다. 또한, 현수부(22)는 천 등의 유연한 소재를 사용하여, 프레임 등과의 접촉부에 여유를 갖게 하는 구조 등이면 바람직하다. 또한, 충전 용기(16)가 드럼통 등의 경질의 재료로 구성되어 있는 경우에는, 배출구(18)에 고정하지 않는 형식이나, 접속에 플렉시블 호스를 사용하면 바람직하다. 이러한 형태이면, 충전을 원활하게 행할 수 있다.

팔레트(26)는 중공 구조이고 포크리프트의 포크를 삽입할 수 있는 구조를 갖는 판상체인, 소위 팔레트이면, 본 발명의 효과를 충분히 얻을 수 있는데다가, 충전 후의 충전 용기(16)의 이동이 용이해지므로, 보다 바람직하다.

본 발명의 충전 방법은 상기와 같이 여러가지 조건(예를 들어, 충전물의 무게, 공급 속도, 환경 온도ㆍ습도 등)도 적절히 고려하면서, 효율적으로 실시할 수 있다.

본 발명의 충전 방법에 따라 충전된 입자상 흡수제는 상기 (I)의 단계(즉, 충전 후) 및, 상기 (II)의 단계(즉, 수송)를 거치고, 상기 (III)의 단계(즉, 흡수성 물품)의 각 로트 사이에서, 150㎛ 통과물의 함유량(즉, 150㎛ 미만 입자의 비율)의 편차를 저감할 수 있다(즉, 각 로트 사이에서의 미분말의 치우침을 저감할 수 있음).

또한, 본 발명의 충전 방법에 의하면, 입자상 흡수제 충전물에서 소분된 입자상 흡수제는 높은 SFC를 유지하고, 또한 그 편차를 억제할 수 있다. 이와 같은 입자상 흡수제가 사용된 기저귀 등의 흡수성 물품은 체액 등을 잘 흡수한다.

<입자상 흡수제 충전물을 샘플링하는 방법>

계속해서, 본 발명의 입자상 흡수제 충전물을 샘플링하는 방법(본 명세서 중, 간단히 「본 발명의 샘플링 방법」이라고도 칭함)에 대한 설명을 행한다.

본 발명의 샘플링 방법은 충전 용기에 충전되어 있는, 충전 체적이 V(㎤)인 입자상 흡수제 충전물을 샘플링하는 방법이며, 샘플링하는 수를 n(개)로 하고, 또한 서로 인접하는 각 샘플링 개소간의 거리를 x(㎝)로 할 때에, 이하 (1) 및 (2)의 조건을 반드시 만족시키도록 설정한다.

단, m은 3 또는

중 어느 하나의 큰 쪽이고,

단,

이다.

샘플링은 연구 개발에 있어서 보통 행해지고 있는 것이지만, 입자상 흡수제와 같은, 그 형상이 진구가 아니고, 또한 일정한 입도 분포를 갖는 것이면, 샘플링은 어렵다. 한편, 입자상 흡수제를 제공하는 측에 있어서도, 입자상 흡수제를 사용하여 흡수성 물품을 제조하는 측에 있어서도, 각 흡수 물성의 스펙을 아는 것에 더하여, 샘플링에는 높은 정밀도가 요구되고 있다.

본 발명의 방법에 의하면, 입자상 흡수제 충전물의 정밀도가 높은 샘플링 방법을 제공할 수 있다. 그로 인해, 본 발명의 방법에 의해 샘플링된 각 샘플을 분석하여 얻어진 흡수 물성값의 산술 평균값을 입자상 흡수제 충전물의 대표 흡수 물성값으로 함으로써, 즉, 그것이 신뢰성이 높은 입자상 흡수제 충전물의 스펙의 결정 방법을 제공하게 된다. 따라서, 본 발명에 있어서는, 본 발명의 샘플링 방법을 이용한 입자상 흡수제 충전물의 대표 흡수 물성값의 결정 방법도 제공된다.

따라서, 상기와 같은 구성에 의해, 입자상 흡수제 충전물의 정밀도가 높은 샘플링 방법(입자상 흡수제 충전물의 대표 흡수 물성값의 결정 방법)을 제공할 수 있으므로, 물성 저하나 소비자 클레임이 보다 적은 기술을 제공할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 입자상 흡수제 충전물을 샘플링하는 경우로서, 샘플링하는 수를 n(개)로 하고, 또한 서로 인접하는 각 샘플링 개소간의 거리를 x(㎝)로 할 때에, n(개)와, x(㎝)가 특정한 조건을 반드시 만족시키도록 설정함으로써, 정밀도가 높은 샘플링을 실현할 수 있다. 이하, 샘플링 방법에 대해 상세하게 설명한다.

특정한 조건이란, 즉, 이하이다.

단, m은 3 또는

중 어느 하나의 큰 쪽이고,

단,

이다.

이와 같이, 샘플링하는 수를 n(개)로 하고, 또한 서로 인접하는 각 샘플링 개소간의 거리를 x(㎝)로 할 때에, 상기 (1) 및 (2)의 조건을 반드시 만족시키도록 설정함으로써, 정밀도가 높은 샘플링을 실현할 수 있다.

(1) 샘플링 점수

본 발명에 있어서는, 샘플링하는 수를 n(개)로 할 때에,

단, m은 3 또는

중 어느 하나의 큰 쪽이다.

쉽게 말하면, 충전 체적 V(㎤)의 크기에 관계없이, 샘플링하는 수(n개)는 3 이상인 것이 필수이다. n<3(즉, 2 이하)이면, 신뢰성이 높은 샘플링을 행할 수 없게 된다.

또한, 충전 체적 V(㎤)가 증가하고,

가 4 이상이 되는 경우, 샘플링하는 수(n개)는 이러한 식에 의해 산출되는 값에 기초하여 하한값이 결정된다.

또한, 이러한 식은 바닥 함수이고, 즉 어떤 실수에 대해 그 실수 이하의 최대의 정수이다.

상기 (1)에 대해, 구체예를 들어 설명한다. 충전 용기의 형상이 원통형이고, 그 충전 용기에 입자상 흡수제가 충전되어 있는 경우로서, 입자상 흡수제 충전물의 높이가 145㎝, 수평면의 단면 직경이 110㎝일 때, V=55×55×3.14×145=1377282.5(㎤)가 된다. 따라서, 1377282.5/100000=13.77이 되고, 결과적으로, 13이 된다. 13은 3 이상이므로, m=13이 된다.

즉, 상기 구체예의 경우, 샘플링하는 수(n개)는 13 이상으로 해야만 한다. 이 경우, n<13(즉, 12 이하)이면, 신뢰성이 높은 샘플링을 행할 수 없게 된다.

(2) 샘플링 중심점간 거리

본 발명에 있어서는, 서로 인접하는 각 샘플링 개소간의 거리를 x(㎝)로 할 때에,

단,

이다.

여기서, 「서로 인접하는 각 샘플링 개소간의 거리」는 각 샘플링 개소의 「중심점」끼리의 거리를 갖고 측정한다. 따라서 쉽게 말하면, 「서로 인접하는 각 샘플링 개소간의 거리」란, 「샘플링 중심점간 거리」라고도 할 수 있다.

여기서, 이러한 식의 분모로 규정되어 있다.

는 천장 함수이고, 즉, 어떤 실수에 대해 그 실수 이상의 최소의 정수이다.

따라서, 상기의 구체예에 적용시키면, 먼저, 분자는 1377282.5의 입방근이고, 「111.26」이 된다. 또한 분모에 있어서,

는 「3」이므로,

결과적으로, y=111.26/(3+1)=27.8이 된다.

즉, 서로 인접하는 각 샘플링 개소간의 거리 x(㎝)는, 적어도 27.8㎝는 확보해야만 하게 된다. 이는, 임의의 2점의 샘플링 개소에 의해 정해지는 모든 거리에 있어서 만족되어 있어야만 한다.

27.8㎝보다도 좁은 간격으로 샘플링을 행한 경우, 그것이 13개소였다고 해도, 그것은 치우친 샘플링이 되므로, 대표 물성값을 정하기 위해서는 신뢰성이 부족하다고 할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 있어서, 「입방근」의 개념을 사용함으로써, 어떤 형상의 「입체(입자상 흡수제 충전물)」이든 「직선」으로 환산하여 생각할 수 있다. 체적에 따라 샘플링 수의 최솟값이 결정되지만, 그 샘플링 수의 최솟값에 기초하여 샘플링을 행할 때, 그 샘플링 수에 따라 「균등」하게 샘플링할 수 있으므로, 편차를 유의하게 저감할 수 있다.

이와 같이, 상기 (2)의 조건을 만족시킴으로써, 함부로 샘플링이 되지 않으므로, 신뢰성이 높은 입자상 흡수제 충전물의 대표 물성값을 결정할 수 있다. 또한, 분모에 있어서 「1」을 더하고 있는 것은, 「직선」을 「점」에 의해 나누고 있기 때문이다(소위, 식목산의 사고임).

또한, 샘플링 1개소당의 채취량(s)에 대해서는, 입자상 흡수제의 물성 분석에 필요한 양이면, 특별히 제한은 없다. 여기서, 물성의 분석에 필요한 양이란, 예를 들어 CRC, SFC, AAP, FSR 등의 물성을 측정하는 데 필요한 양이다. 이 양은 본원의 실시예나, 당업계의 상식을 보면 알 수 있는 것이다. 단, 그 상한으로서는 하기:

를 만족시키도록 설정하는 것이 바람직하다.

이러한 채취량인 것이 「샘플링」이라는 관점에서 볼 때 현실적인 양이다.

또한, 샘플링을 행하기 위한 채취 기구(샘플러)에도 특별히 제한은 없다. 샘플링 창을 갖는 파이프여도 되고, 샘플링 창을 갖지 않는 파이프여도 된다. 전자의 경우는, 그것을 입자상 흡수제 충전물에 찌르고, 샘플링 창에 입자상 흡수제를 채취하고, 그것을 인발함으로써, 샘플링할 수 있다. 또한, 후자의 경우는, 충전 용기의 측면에 찌르고, 충전 용기를 기울임으로써, 내부에 있는 입자상 흡수제를 채취할 수 있다. 또한, 전자의 경우는, 샘플링 창을 복수 갖는 것이어도 된다. 또한, 후자의 경우는 샘플링 후, 점착 테이프 등으로 관통 구멍을 막을 필요가 있다.

이상과 같이, 본 발명의 샘플링 방법에 의하면, 높은 정밀도의 샘플링 기술을 제공할 수 있고, 로트에 의한 물성 저하가 억제되고, 소비자 클레임을 보다 적게 할 수 있다.

<입자상 흡수제 충전물>

계속해서, 본 발명의 입자상 흡수제 충전물에 대한 설명을 행한다.

본 명세서에 있어서, 입자상 흡수제 충전물이란, 충전 용기에 충전되어 있는 입자상 흡수제를 의미한다.

본 발명의 입자상 흡수제 충전물의 바람직한 실시 형태는, 동일 충전물로부터 3개소 이상 샘플링된 입자상 흡수제의 각 물성값의 상대 표준 편차가, 이하의 (a) 내지 (d) 중 적어도 1개를 만족시키는, 입자상 흡수제 충전물:

(a) 무가압 하 흡수 배율(CRC)의 상대 표준 편차가 2% 이하

(b) 식염수 흐름 유도성(SFC)의 상대 표준 편차가 6% 이하

(c) 가압 하 흡수 배율(AAP)의 상대 표준 편차가 1% 이하

(d) 흡수 속도(FSR)의 상대 표준 편차가 5% 이하

이다. 바람직한 형태에 의하면, 적어도 (a)와 (b), 혹은 (a)와 (c)를 만족시키는, 입자상 흡수제 충전물인 것이 바람직하고, 적어도 (a) 내지 (c)를 만족시키는, 입자상 흡수제 충전물인 것이 보다 바람직하고, (a) 내지 (d) 모두를 만족시키는, 입자상 흡수제 충전물인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 다른 형태에 의하면, 본 발명의 충전 방법으로 충전된, 입자상 흡수제 충전물이 제공된다. 이러한 형태에 의하면, 편석을 매우 억제한 입자상 흡수제 충전물이고, 특히, (a) 내지 (d) 중 적어도 하나를 만족시키게 된다.

상술한 바와 같이, 실제로, 상기 (III)의 단계에서, 수g 내지 수십g을 1단위로 하여 함유하는 최종 제품(흡수성 물품)으로서 완성 시킨 후, 경우에 따라서는, 각 최종 제품(흡수성 물품)의 흡수 물성값이, 상기 (I)의 단계에 있어서의 스펙의 표시로부터 변동된다는 문제가 있다는 것을 알 수 있었다.

본 발명자들은 그 원인에 대해 예의 검토하는 과정에서, 상기 (II)의 단계에 착안하였다. 즉, 상기 (I)의 단계에서는 수백㎏ 내지 수천㎏을 1단위로 하는 충전 용기에 충전되므로, 이 충전 용기는, 통상 트럭 등의 수송 수단으로 수송된다. 본 발명자들은 이 수송 시의 「흔들림」에 착안하였다. 즉, 상기 (I)의 단계에서는 편석이 적은 상태가 되어 있는 경우라도, 수송 중의 「흔들림」에 의해 편석이 일어날 수 있는 것을 발견하였다. 본 발명에서는, 수송 중의 「흔들림」을 확인하고, 상기 (I)의 단계에서, 입자상 흡수제 충전물을 밀하게 패킹시킴으로써, 상기 (I) 단계뿐만 아니라, 상기 (III) 단계에서도, 유의하게 편석이 적은 입자상 흡수제 충전물을 제공하고, 나아가서는 각 최종 제품(흡수성 물품)의 흡수 물성값의 편차를 유의하게 저감시킬 수 있었다. 또한, 「수백㎏ 내지 수천㎏」이란, 목표로서는, 100 내지 100,000㎏, 혹은 500 내지 50,000㎏ 정도이다.

본 발명의 충전 방법에 따라 충전된 입자상 흡수제 충전물 및 수송 후의 충전물에 있어서, 각각에서 소분된, 각 입자상 흡수제는 150㎛ 통과물의 함유량(즉, 150㎛ 미만 입자의 비율)의 편차가 저감된다. 이로 인해, 본 발명의 방법에 따라 충전된 입자상 흡수제 충전물에서 소분된 입자상 흡수제는 상기 150㎛ 미만의 입자의 존재에 의한 영향을 받기 쉬운 AAP나 SFC의 편차를 억제할 수 있다.

AAP나 SFC의 편차의 억제 효과 등을 고려하면, 본 발명의 충전 방법에 의한 입자상 흡수제 충전물에서 소분된 입자상 흡수제의, 150㎛ 통과물(즉, 150㎛ 미만 입자의 비율(중량%))의 입도 분포의 대수 표준 편차(σζ)는 0.1 이상 0.29 미만인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.12 내지 0.28, 특히 바람직하게는 0.15 내지 0.25이다.

또한, 바람직한 형태에 의하면, (a) 무가압 하 흡수 배율(CRC)의 상대 표준 편차는 0 내지 1.6%가 바람직하고, 0 내지 1.3%가 보다 바람직하다.

또한, 바람직한 형태에 의하면, (b) 식염수 흐름 유도성(SFC)의 상대 표준 편차는 0 내지 5.6%가 바람직하고, 0 내지 5.5%가 보다 바람직하다. 이와 같은 값에 있으면, 최종 제품인 입자상 흡수성 수지의 SFC를 높은 레벨에서 안정적으로 유지할 수 있다. 단, 4.0% 이상이나, 4.5% 이상이 되는 경우가 있다.

또한, 바람직한 형태에 의하면, (c) 가압 하 흡수 배율(AAP)의 상대 표준 편차는 0 내지 0.9%가 바람직하다.

또한, 바람직한 형태에 의하면, 흡수 속도(FSR)의 상대 표준 편차는 0 내지 4.8%가 바람직하고, 0 내지 4.6%가 보다 바람직하다.

이와 같은 상대 표준 편차를 갖게 하기 위한 바람직한 형태로서는, 특별히 제한되지 않지만, 본 발명의 충전 방법을 사용하여, 입자상 흡수제 충전물을 제작하는 방법인 것이 바람직하다.

여기서, 상기 입자상 흡수제 충전물의 샘플링 방법은 본 발명의 샘플링 방법에 의한 것이든 아니든 상관없다. 본 발명의 충전 방법을 사용하여, 입자상 흡수제 충전물을 제작하는 경우, 상기 (I)의 단계에 있어서, 입도 분포에 편석이 없는 상태를 만들 수 있을 뿐 아니라, 상기 (II) 트럭 등의 수송 수단에 의해, 이송된 후에 있어서도 편석이 적은 상태로 할 수 있고, 상기 (III)에 있어서, 균일한 최종 제품을 제작하는 시점에서도 편석이 적은 상태를 유지할 수 있다. 즉, 어떤 시점에 있어서든 입자상 흡수제 충전물의 편석이 적기 때문에, 본 발명의 샘플링 방법을 사용하지 않아도, 샘플링하는 대상물(입자상 흡수제 충전물)의 편석이 이미 적기 때문에, 결과적으로 정밀도가 높은 샘플링이 된다.

따라서, 본 발명의 방법에 있어서의 샘플링 방법은, 특히, 샘플링하는 대상물(입자상 흡수제 충전물)의 편석이 큰 쪽이, 그 효과를 발휘하기 쉽고, 신뢰성이 보다 높은 대표 흡수 물성값을 결정할 수 있다고 할 수 있다. 단, 신뢰성이 보다 높은 대표 흡수 물성값을 결정하는 방법을 제공하는 본 발명은 소비자의 클레임을 저감한다는 효과를 갖고 있다.

본 발명의 충전 방법은 본 발명자들이, 충전 시에 가해지는 진동력을 제어함으로써, 흡수성 수지 입자(특히 고흡수 속도의 흡수성 수지 입자)의 충전 시뿐만 아니라 수송 중의 편석을 억제하는 것이 가능해지는 것을 발견한 것에 의해 완성한 것은 상기와 같다.

이하, 입자상 흡수제 충전물의 각 흡수 물성값에 대해 설명한다.

[AAP](ERT442.2-02)

3개소 이상 샘플링된 입자상 흡수제의 대표 흡수 물성값의 하나인, ERT442.2-02에서 규정되는 4.8㎪ 하중 하에서의 생리 식염수의 가압 하 흡수 배율(AAP: Absorbency against Presure)은, 바람직하게는 15(g/g) 이상이다. 이와 같은 입자상 흡수제가 사용된 기저귀 등의 흡수성 물품은 체액 등을 잘 흡수한다. 입자상 흡수제의 AAP는, 보다 바람직하게는 20(g/g) 이상, 더욱 바람직하게는 22(g/g) 이상, 또한 보다 바람직하게는 23.5(g/g) 이상이고, 특히 바람직하게는 24(g/g) 이상, 가장 바람직하게는 26(g/g) 이상이다. 한편, 가압 하 흡수 배율이 높을수록 흡수성 물품은 고물성이 얻어지므로, 특별히 그 상한에 제한은 없지만, 제조가 곤란해지는데다가 비용이 앙등한다는 관점에서, 이 가압 하 흡수 배율의 상한은 35(g/g) 정도라고 생각된다. 또한, 이 4.8㎪ 하중 하에서의 생리 식염수의 가압 하 흡수 배율은 본원에 있어서 AAP(4.8㎪) 또는 간단히 AAP라고도 칭해진다.

본 발명의 방법에 의한 충전 후의 입자상 흡수제의 AAP의 표준 편차는, 바람직하게는 0.01 내지 0.30, 보다 바람직하게는 0.15 내지 0.25이다. 이와 같은 범위에 있으면, 최종 제품인 입자상 흡수성 수지의 AAP를 높은 레벨에서 유지할 수 있다.

또한, 본 발명의 충전 방법에 의해 충전함으로써, 충전 용기에서 소분하여 제조되는 흡수성 물품의 각 로트 사이나 하나하나의 물품 사이의 편차가 작아져, 특히 안정된 입자상 흡수제의 AAP나 후술하는 SFC, CRC, FSR이 요구되는 흡수성 물품을 안정적으로 제조할 수 있다.

(SFC)

3개소 이상 샘플링된 입자상 흡수제의 대표 흡수 물성값의 하나인, 식염수 흐름 유도성(SFC)은 20(×10^-7ㆍ㎤ㆍsㆍg^-1) 이상, 30(×10^-7ㆍ㎤ㆍsㆍg^-1) 이상, 35(×10^-7ㆍ㎤ㆍsㆍg^-1) 이상, 40(×10^-7ㆍ㎤ㆍsㆍg^-1) 이상, 45(×10^-7ㆍ㎤ㆍsㆍg^-1) 이상, 45.5(×10^-7ㆍ㎤ㆍsㆍg^-1) 이상의 순으로 바람직해진다. 단, 후술하는 CRC를 고려하면, 현실적으로는 1000(×10^-7ㆍ㎤ㆍsㆍg^-1) 이하 정도이다. 이와 같은 입자상 흡수제가 사용된 기저귀 등의 흡수성 물품은 체액 등을 잘 흡수한다.

본 발명의 충전 방법에 의하면, 충전 후의 입자상 흡수제 충전물은 높은 SFC를 유지하고, 또한 그 편차를 억제할 수 있다. 이와 같은 입자상 흡수제가 사용된 기저귀 등의 흡수성 물품은 체액 등을 잘 흡수한다. 또한, 이와 같은 입자상 흡수제가 흡수성 물품에 제공되는 경우, 그 물품에 포함되는 입자상 흡수제의 농도가 30중량% 이상, 보다 구체적으로는 50중량% 이상인 경우에 있어서도, 소변의 흡수 속도가 적절히 유지되어, 누설의 발생도 억제된다.

(CRC)

3개소 이상 샘플링된 입자상 흡수제의 대표 흡수 물성값의 하나인, 생리 식염수에 대한 무가압 하 흡수 배율(CRC)은 5(g/g) 이상인 것이 바람직하고, 15(g/g) 이상인 것이 보다 바람직하고, 25(g/g) 이상인 것이 더욱 바람직하다. 이 무가압 하 흡수 배율의 상한은 특별히 제한되지 않지만, 현실적으로는, 60(g/g), 45(g/g) 혹은 40(g/g) 정도이다.

(FSR)

3개소 이상 샘플링된 입자상 흡수제의 대표 흡수 물성값의 하나인, 흡수 속도(FSR)는 0.20(g/g/s) 이상인 것이 바람직하고, 0.24(g/g/s) 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.25(g/g/s) 이상인 것이 더욱 바람직하고, 0.30(g/g/s) 이상인 것이 특히 바람직하다. 이 FSR의 상한은 특별히 제한되지 않지만, 현실적으로는, 1.00(g/g/s), 0.50(g/g/s) 혹은 0.45(g/g/s) 정도이다.

또한, 본 발명의 충전 방법으로 충전을 행하면, 상기 (I)뿐만 아니라, 상기 (III)의 단계에서도, 이와 같은 수치가 될 수 있다. 특히, 상기 (I)의 시점에서, 상기 범위(특히 FSR이 0.25 이상)인 것과 같은, 흡수 속도가 빠른 입자상 흡수제는, 일반적으로는 상기 (II) 단계의 수송 중에, 벌크 비중이 낮기 때문에 편석을 일으키기 쉬운 경향이 있지만, 본 발명의 충전 방법에 의하면, 수송 중의 편석 억제 효과가 현저하게 나타나, 상기 (III)의 단계에서도 편석이 적은 입자상 흡수제를 제공할 수 있다.

따라서, 본 발명의 바람직한 제3 형태에 의하면, 3개소 이상 샘플링된 입자상 흡수제의 각 흡수 물성값의 산술 평균값이, 이하의 (e) 내지 (h) 중 적어도 하나를 만족시키는, 입자상 흡수제 충전물;

(e) CRC가 5 내지 40(g/g)

(f) SFC가 20(×10^-7ㆍ㎤ㆍsㆍg^-1) 이상

(g) AAP가 20(g/g) 이상

(h) FSR이 0.25(g/g/s) 이상이다.

또한, 본 명세서 중에 기재되어 있는 「3개소 이상 샘플링되었다」에 대해, 샘플링의 방법은 본 발명에 의한 것이든 아니든 상관없다. 또한, 상기 (e) 내지 (h) 중 적어도 2 이상, 바람직하게는 3 이상, 더욱 바람직하게는 4개 모두를 만족시키면 좋다.

단, 본 발명의 충전 방법에 의해 충전한 입자상 흡수제 충전물은, 상기 (I)의 단계에 있어서, 입도 분포에 편석이 없는 상태를 만들 수 있을 뿐 아니라, 상기 (II) 트럭 등의 수송 수단에 의해, 수송된 후에 있어서도 편석이 적은 상태로 할 수 있고, 상기 (III)에 있어서, 균일한 최종 제품을 제작하는 시점에서도 편석이 적은 상태를 유지할 수 있다. 즉, 어떤 시점에 있어서도 입자상 흡수제 충전물의 편석이 적기 때문에, 본 발명의 샘플링 방법을 사용하지 않아도, 결과적으로 정밀도가 높은 샘플링이 될 수 있다.

(벌크 비중)

또한, 바람직한 형태에 의하면, 본 발명의 입자상 흡수제 충전물에 있어서의, 입자상 흡수제의 벌크 비중은 통상 0.45 내지 0.75(g/ml), 바람직하게는 0.50 내지 0.70(g/ml), 보다 바람직하게는 0.55 내지 0.65(g/ml)이다. 0.50(g/ml) 이상이면, 고흡수 속도를 갖는 입자상 흡수제를 생산할 수 있는 관점에서 바람직하다. 0.70(g/ml) 이하이면, 바람직한 흡수 속도를 얻을 수 있다는 관점에서 적합하다.

<보관, 수송>

본 발명에 따르면, 본 발명의 입자상 흡수제 충전물의 보관 방법 또는 수송 방법이 제공된다.

특히, 본 발명의 충전 방법으로 충전 용기에 충전된 입자상 흡수제는 「충전 후」의 입자상 흡수제 충전물의 편석이 일어나기 어렵기 때문에, 장기간의 보관이나 장거리의 수송에 적합하다.

보관 시간은 1일 내지 100일, 또한 10일 내지 100일로 적절히 결정된다. 수송 수단은 트럭, 철도, 콘테이너선 등 어떤 것이든 좋고, 수송 거리는 1 내지 100000㎞, 10 내지 10000㎞의 범위에서 적절히 결정된다. 수송 시간은 1시간 내지 100일, 또한 10시간 내지 100일로 적절히 결정된다.

보관 및 수송은 어느 한쪽이어도 좋고, 양쪽이어도 좋고, 보관 후에 수송하는 것이 바람직하고, 더 보관되어도 좋다.

<흡수성 물품>

본 발명에 따르면, 본 발명의 입자상 흡수제 충전물에서, 바람직하게는 0.1 내지 100g, 보다 바람직하게는 1 내지 50g, 더욱 바람직하게는 2 내지 20g으로 소분된 입자상 흡수제를 포함하는, 흡수성 물품, 특히 종이 기저귀, 생리대 또는 실금 패드가 제공된다.

본 발명에 사용될 수 있는 입자상 흡수제를 사용하여 이루어지는 흡수성 물품은, 예를 들어 입자상 흡수제와 필요에 따라 친수성 섬유를 시트상 등으로 성형하여 얻어질 수 있다. 친수성 섬유가 사용되지 않는 경우에는, 종이나 부직포에 입자상의 입자상 흡수제를 고정시킴으로써 흡수성 물품이 얻어질 수 있다.

이와 같은 흡수성 물품에 있어서의 입자상 흡수제의 함유량(코어 농도)은, 예를 들어 10 내지 100중량%, 바람직하게는 30 내지 100중량%, 보다 바람직하게는 50 내지 100중량%인 것이 좋다. 또한, 이 흡수성 물품은 밀도가 0.06 내지 0.5(g/ml)의 범위이고, 평량이 0.01 내지 0.2(g/㎠)의 범위이도록 조정되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 사용되는 섬유 기재로서는, 예를 들어 분쇄된 목재 펄프, 코튼 린터나 가교 셀룰로오스 섬유, 레이온, 면, 양모, 아세테이트, 비닐론 등의 친수성 섬유 등을 예시할 수 있고, 그들이 에어 레이드된 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면, 본 발명의 입자상 흡수제 충전물을 준비하는 공정을 거치는, 흡수성 물품의 제조 방법도 제공된다.

실시예

이하, 실시예를 사용하여 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명의 기술적 범위가 하기의 실시예로만 한정하여 해석되어는 안된다.

[입자상 흡수제의 제조예 1-1]

중합 공정, 겔 미립화(해쇄) 공정, 건조 공정, 분쇄 공정, 분급 공정, 표면 가교 공정(표면 가교제의 분무 공정, 가열 공정), 냉각 공정, 정립 공정 및 제품 저장/충전 공정의 각각을 행하는 장치가 수송 장치에 의해 연결되고, 각 공정을 연속해서 행할 수 있는 연속 제조 장치를 사용하여, 국제 공개 제2011/126079에 기재된 실시예 3을 참고로 동일한 조작을 행하고, 입자상 흡수제의 제조를 행하였다. 단, 이때에 표면 가교제로서 사용되어 있는 1,4-부탄디올 대신에, 탄산에틸렌을 동량 사용하였다.

이와 같이 하여 질량 평균 입자 직경(D50)이 약 370㎛이고, 상기 입도 분포의 대수 표준 편차(σζ)가 약 0.34이고, 또한 정립된 입자상 흡수제(a-1)을 얻었다. 이 입자상 흡수제(a-1)의 무가압 하 흡수 배율(CRC)은 26.8(g/g), 가압 하 흡수 배율(AAP)은 23.9(g/g), 식염수 흐름 유도성(SFC)은 98(×10^-7ㆍ㎤ㆍsㆍg^-1), 흡수 속도(FSR)는 0.38(g/g/s)였다. 또한, 입자상 흡수제(a-1)의 벌크 비중은 0.60(g/ml)였다.

[입자상 흡수제의 제조예 2-1]

특허문헌 13(국제 공개 제2009/113671호 팜플렛)에 기재된 입자상 흡수제의 제조예에 따라, 입자상 흡수제(b-1)을 작성하였다(AAP=23.0(g/g), SFC=45.0(×10^-7ㆍ㎤ㆍsㆍg^-1)). 입자상 흡수제(b-1)의 흡수 속도(FSR)를 측정한바, 0.24(g/g/s)였다.

[실험예 1-1]

도 1에서 도시된 충전 장치를 사용하여, 상기 제조예 1-1에 있어서 얻어진 입자상 흡수제(a)의 충전을 행하였다. 또한, 현수 벨트(20)의 소재는 천이고, 충전 용기(16)와 접촉부에 여유를 갖게 하고, 현수부(22)와의 접촉부에 여유를 갖게 하는 구조를 갖는다(이하, 마찬가지임).

진동 발생 장치는 언밸런스 매스형 2대로 구성되며, 수평 방향의 진동을 억제할 목적으로, 진동각이 90±5°가 되도록, 서로 역주기로 하기 위해, 진동 모터의 회전 방향이 역이 되도록 설정을 행하였다.

진동체는 무하중 시의 진동에 있어서, 진폭 0.28[㎜], 진동수 60[㎐], 가속도 2.0[G], 진동 지수 27.1이 되도록 설정되었다. 또한, 직선 진동이고, 진동각은 90±5°의 범위였다. 또한, 「진폭」은 「전체 진폭」과 동의이고, 실시예의 란에 있어서도 마찬가지이다. 또한, 팔레트는 목제이고, 크기는 세로 110㎝, 가로 110㎝이고, 중량은 18.6㎏이다.

충전 장치의 주위(주변 분위기)의 상대 습도는 공조에 의해 60%로 설정되었다. 충전 전에, 플렉서블 컨테이너 백이 드라이 에어(노점 -30℃)로 팽창되어, 플렉서블 컨테이너 백의 내부 공간에 드라이 에어가 충전되었다. 계속해서, 도 1이 나타내는 바와 같이, 팔레트 위에 접촉하도록, 플렉서블 컨테이너 백이 세팅되었다. 플렉서블 컨테이너 백은 용량이 1600리터이고, 내층이 폴리에틸렌을 포함하는 필름이고, 외층이 폴리프로필렌을 포함하는 직포인 2층 구조를 갖는 플렉서블 컨테이너 백을 사용하였다.

다음에, 충전 공정이 이루어졌다. 공급은 2회로 나누어 행해졌다.

먼저, 1회째의 공급에 있어서, 플렉서블 컨테이너 백에 940㎏의 입자상 흡수제(a-1)이 넣어졌다. 보다 구체적으로는, 1회째의 공급이 개시되고 나서 40초 후(W1=약 537㎏)의 시점에서 진동 공정이 개시되었다. 1회째의 공급에 필요로 한 시간은 70초이고, 1회째의 공급 종료와 동시에(즉, W1=940㎏의 시점에서) 진동 공 정도 종료되었다.

1회째의 공급 종료 후, 10초간 경과한 후에 2회째의 공급을 개시하였다. 제2회째의 공급 시간은 50초였다. 이 2회째의 공급에서는 60㎏의 입자상 흡수제(a-1)이 넣어졌다(즉, 최종 충전량 W2=1000㎏). 2회째의 공급이 이루어지고 있는 동안은, 진동 공정은 실시되지 않았다. 따라서, 진동 시간은 30초였다.

진동 공정 중에 있어서의 입자상 흡수제의 온도는 40 내지 50℃였다. 또한, 충전 장치 주위의 기온은 20℃ 내지 30℃가 되었다. 또한, 입자상 흡수제 표면으로부터 30㎝ 이내의 공간부에 있어서의 상대 습도가 30%RH였다.

충전 후의 플레컨백의 형상은 입자상 흡수제가 충전된 것에 의해 거의 원통형이 되고, 그 입자상 흡수제 충전물의 높이는 145㎝, 수평면의 직경은 약 110㎝인 대략 원형이었다.

충전 후의 백의 상부로부터 20㎝ 깊이 부분의 샘플링을 행하여, 「충전 후의 입자상 흡수제(1-1)」로 하였다. 이 플렉서블 컨테이너 백을 트럭에 적층하여, 약 5㎞ 수송한 후, 다시 백의 상부로부터 20㎝ 깊이 부분의 샘플링을 행하여, 「수송 후의 입자상 흡수제(1-1)」로 하였다.

[실험예 2-1]

실험예 1-1과 동일한 조작을, 진동 조건을 이하와 같이 변경하여 행하였다.

진동 발생 장치는 언밸런스 매스형 2대로 구성되며, 수평 방향의 진동을 억제할 목적으로, 진동각이 90±5°가 되도록, 서로 역주기로 하기 위해, 진동 모터의 회전 방향이 역이 되도록 설정을 행하였다. 진동체는 무하중 시의 진동에 있어서, 진폭 1.10[㎜], 진동수 30[㎐], 가속도 2.0[G], 진동 지수 35.8이 되도록 설정되었다. 또한, 진동은 직선 진동이고, 진동각은 90±5°의 범위였다. 팔레트는 플라스틱제이고, 크기는 세로 110㎝, 가로 110㎝이고, 중량은 10.4㎏이다.

실험예 1-1과 마찬가지로 샘플링 및 수송을 행하여, 「충전 후의 입자상 흡수제(2-1)」 및 「수송 후의 입자상 흡수제(2-1)」을 얻었다.

[실험예 3-1]

진동 발생 장치는 언밸런스 매스형 2대로 구성되며, 수평 방향의 진동을 억제할 목적으로, 진동각이 90±5°가 되도록, 서로 역주기로 하기 위해, 진동 모터의 회전 방향이 역이 되도록 설정을 행하였다. 진동체는 무하중 시의 진동에 있어서, 진폭 3.81[㎜], 진동수 30[㎐], 가속도 6.9[G], 진동 지수 41.9가 되도록 설정되었다. 또한, 진동은 직선 진동이고, 진동각은 90±5°의 범위였다. 또한, 팔레트는 목제이고, 크기는 세로 110㎝, 가로 110㎝이고, 중량은 18.6㎏이다.

실험예 1-1과 마찬가지로 샘플링 및 수송을 행하여, 「충전 후의 입자상 흡수제(3-1)」 및 「수송 후의 입자상 흡수제(3-1)」을 얻었다.

[실험예 4-1]

진동 발생 장치는 언밸런스 매스형 2대로 구성되며, 수평 방향의 진동을 억제할 목적으로, 진동각이 90±5°가 되도록, 서로 역주기로 하기 위해, 진동 모터의 회전 방향이 역이 되도록 설정을 행하였다. 진동체는 무하중 시의 진동에 있어서, 진폭 4.52[㎜], 진동수 30[㎐], 가속도 8.2[G], 진동 지수 43.5가 되도록 설정되었다. 또한, 진동은 직선 진동이고, 진동각은 90±5°의 범위였다. 또한, 팔레트는 목제이고, 크기는 세로 110㎝, 가로 110㎝이고, 중량은 18.6㎏이다.

실험예 1-1과 마찬가지로 샘플링 및 수송을 행하여, 「충전 후의 입자상 흡수제(4-1)」 및 「수송 후의 입자상 흡수제(4-1)」을 얻었다.

[비교예 1-1]

실험예 1-1과 동일한 조작을, 진동을 행하지 않고 실시하였다. 실험예 1-1과 마찬가지로 샘플링 및 수송을 행하여, 「충전 후의 비교 입자상 흡수제(1-1)」 및 「수송 후의 비교 입자상 흡수제(1-1)」을 얻었다.

[비교예 2-1]

실험예 1-1과 동일한 조작을, 진동 조건을 이하와 같이 변경하여 행하였다. 진동 발생 장치는 언밸런스 매스형 2대로 구성되며, 수평 방향의 진동을 억제할 목적으로, 진동각이 90±5°가 되도록, 서로 역주기로 하기 위해, 진동 모터의 회전 방향이 역이 되도록 설정을 행하였다. 진동체는 무하중 시의 진동에 있어서, 진폭 0.18[㎜], 진동수 60[㎐], 가속도 1.3[G], 진동 지수 26.2가 되도록 설정되었다. 또한, 진동은 직선 진동이고, 진동각은 90±5°의 범위였다. 또한, 팔레트는 목제이고, 크기는 세로 110㎝, 가로 110㎝이고, 중량은 18.6㎏이다.

실험예 1-1과 마찬가지로 샘플링 및 수송을 행하여, 「충전 후의 비교 입자상 흡수제(2-1)」 및 「수송 후의 비교 입자상 흡수제(2-1)」을 얻었다.

[비교예 3-1]

실험예 1-1과 동일한 조작을, 진동 조건을 이하와 같이 변경하여 행하였다. 진동 발생 장치는 언밸런스 매스형 2대로 구성되며, 수평 방향의 진동을 억제할 목적으로, 진동각이 90±5°가 되도록, 서로 역주기로 하기 위해, 진동 모터의 회전 방향이 역이 되도록 설정을 행하였다. 진동체는 무하중 시의 진동에 있어서, 진폭 5.57[㎜], 진동수 30[㎐], 가속도 10.1[G], 진동 지수 45.8이 되도록 설정되었다. 또한, 진동은 직선 진동이고, 진동각은 90±5°의 범위였다. 또한, 팔레트는 목제이고, 크기는 세로 110㎝, 가로 110㎝이고, 중량은 18.6㎏이다.

본 비교예에 있어서, 진동 공정 중에 팔레트의 파손이 일어났다. 충전 조작 후에 팔레트를 교환하고, 실험예 1-1과 마찬가지로 샘플링 및 수송을 행하여, 「충전 후의 비교 입자상 흡수제(3-1)」 및 「수송 후의 비교 입자상 흡수제(3-1)」을 얻었다.

이상, 실험예 1-1 내지 4-1, 비교예 1-1 내지 3-1에서 얻어진, 「충전 후」의 입자상 흡수제(1-1) 내지 (4-1) 및 비교 입자상 흡수제(1-1) 내지 (3-1) 및 「수송 후」의 입자상 흡수제(1-1) 내지 (4-1), 비교 입자상 흡수제(1-1) 내지 (3-1)에 대해, 300㎛의 눈금을 갖는 JIS체(JIS Z8801-1)를 사용하여 300㎛보다 큰 입자와 작은 입자의 중량비를 구하였다. 하기 표 1-1에 「충전 후」의 입자상 흡수제 및 비교 입자상 흡수제 및 「수송 후」의 입자상 흡수제 및 비교 입자상 흡수제의 300㎛ 상하 비율을 나타낸다. 또한, 예를 들어 75/25의 표기는 300㎛보다 큰 입자의 비율이 75중량%이고, 300㎛보다 작은 입자의 비율이 25중량%인 것을 나타낸다.

표 1-1에 나타난 결과로부터, 「충전 후」뿐만 아니라 「수송 후」의 편석도 억제할 수 있는 것을 알 수 있다. 즉, 특허문헌 13과 다른 진동 조건(가속도 1 내지 13G이고 진동 지수 27 내지 44의 범위)으로 충전함으로써, 또한 수평 방향의 진동을 유의하게 억제함으로써, 고흡수 속도(FSR 0.25 이상)의 입자상 흡수제에 있어서, 종래에 없는 효과를 갖는 것을 알 수 있다. 즉, 고흡수 속도(FSR 0.25 이상)의 입자상 흡수제로 하는 경우, 입자상 흡수제의 표면적이 유의하게 큰 것(입경이 작은 것)도 포함되는 것이 바람직하므로, 그 결과, 편석이 발생하기 쉬운 방향을 향할 것이다. 이에 비해, 본 발명에 따르면, 그와 같은 편석이 일어나기 쉬운 형태라도, 「충전 후」와 「수송 후」의 상하 비율에 거의 차이가 없으므로, 편석을 억제할 수 있는 것이 시사된다.

[입자상 흡수제의 제조예 1-2]

입자상 흡수제의 제조예 1-1과 마찬가지로 하여 입자상 흡수제(a-2)를 제작하고, 그것을 충전하여, 입자상 흡수제 충전물을 제작하였다. 또한, 제조예 1-1과 마찬가지로, 충전 후의 플레컨백의 형상은 입자상 흡수제가 충전된 것에 의해 거의 원통형이 되고, 그 입자상 흡수제 충전물의 높이는 145㎝, 수평면의 직경은 약 110㎝의 대략 원형이었다.

[실험예 1-2 내지 6-2]

이 플레컨백을 트럭에 적층하여, 약 5㎞ 수송한 후, 플레컨백의 상부로부터 샘플러를 사용하여 샘플링을 행하였다. 샘플러는 전체 길이 150㎝이고, 선단에 샘플링 창이 붙어 있는 SUS제의 2중관이다. 삽입한 깊이는 샘플링 창의 중심을 기준으로 하여, 깊이 20㎝, 60㎝, 100㎝이고, 수직 방향으로 깊이가 다른 3개소의 샘플을 약 150g 채취하였다. 또한, 샘플러를 삽입한 개소는 수평 방향에 있어서의, 상기 단면적의 중앙 및, 외주 방향으로 35㎝ 외측으로 4개소(상기 4개소는 90도마다 균등하게 배치하고, 편의상, 「전」「후」「우」「좌」로 하였음)로 하였다. 이와 같이 하여, 플레컨백 내의 다른 15개소의 입자상 흡수제를 얻었다. 이 조작을 6자루의 플레컨백에 대해 행하였다. 얻어진 입자상 흡수제의 물성을 표 1 내지 6에 나타낸다. 또한, 표 2 내지 표 7에 있어서의 벌크 비중에 관해서는, 상부 중앙만을 샘플링하고 있다. 그것은, 벌크 비중은 흡수 물성값이 아니라, 표 1의 결과로부터, 상부 중앙의 샘플이 전체를 대표하는 값이 된다고 간주할 수 있다고 판단되었기 때문이다.

[실험예 7-2]

실험예 1-2에 있어서, 진동 공정을 행하지 않았던 것 이외는 동일한 조작을 행하여, 15개소의 입자상 흡수제를 얻었다. 얻어진 흡수제의 물성을 표 7에 나타낸다. 또한, 표 11에는 실험예 1-2 내지 실험예 7-2의 비교를 나타낸다.

[실험예 8-2]

실험예 1-2 내지 6-2 및 실험예 7-2의 모델 검증 실험으로서, 계속해서 이하의 실험을 행하였다. 또한, 실험 조작 중, 마이크로형 전자 진동기에서의 진동이, 실험예 1-2 내지 6-2에 있어서의 진동 공정을 모델화한 조작이고, 대형 로 탭(low tap) 진탕기에서의 진탕은 실험예 1-2 내지 7-2에 있어서의 트럭 수송 시의 용기에의 충격을 모델화한 조작이다.

먼저, 진동ㆍ진탕 전에, 충분히 균일하게 되어 있는 것을 확인하기 위해, 외장으로서의 폴리에틸렌제 입구가 넓은 폴리 병(카탈로그 기재 용량 2L, 실질 유효 용량 2255㎤, 가부시키가이샤 소고 리카가쿠 가라스 세이사쿠쇼제, A-6000 제너럴 카달로그(GENERAL CATALOGUE) 2011, 상품 코드 616-09)의 측면에, 샘플 채취 구멍(직경 21㎜, 중심이, 저면으로부터 10㎜(저부), 70㎜(중간부), 140㎜(상부)의 위치에 있음)을 갖는 외부 용기를 제작하였다. 또한, 내부 주머니로서, 폴리에틸렌제 비닐 주머니(두께 0.03㎜, 세로 450㎜, 가로 300㎜)를 상기 외부 용기에 삽입하고, 드라이 에어(노점 온도: -30℃)로 내부 주머니를 팽창시켜, 충전 용기로 하였다.

제조예 1-2에서 얻어진 입자상 흡수제(a-2) 1.5㎏을 1회에 90초 걸려서 상기 충전 용기에 투입하고, 내부 주머니 및 외장의 덮개를 덮고 나서 셰이커 믹서(터뷸라(TURBULA) (상표 등록) Type T2F, Willy A. 바호펜 아게 마쉬넨파브릭 바젤( Bachofen AG Maschinenfabrik Basel)제)로 60분간, 회전ㆍ전도 운동에 의해 교반 혼합하여, 충전 용기 내의 입자상 흡수제를 균일화하였다. 교반 후의 입자상 흡수제(a-2)의 체적은 2209㎤였다. 또한, 입자상 흡수제 표면으로부터 30㎝ 이내의 공간부에 있어서의 상대 습도가 45%RH였다.

또한, 셰이커 믹서의 진동은 단순한 회전ㆍ전도 운동이고, 충전 용기 내의 입자상 흡수제를 균일화하는 것을 목적으로 하여 행해지는 것이고, 실험예 9-2 등에서 사용되고 있는 마이크로형 전자 진동기의 진동 조건과는 상이하다.

교반 후의 충전 용기를 정치하고, 상기 측면 샘플 채취 구멍에, 외형 20㎜, 내경 19㎜의 금속 파이프(코르크볼러 No.11, 가부시키가이샤 소고 리카가쿠 가라스 세이사쿠쇼제, A-6000 제너럴 카달로그 2011, 상품 코드 2788-03)를 약 6㎝ 삽입하여, 약 20g의 입자상 흡수제를 채취하였다. 또한, 샘플의 채취는 샘플 채취 구멍의 위로부터 순차적으로 행하고, 샘플링 후에, 개방된 구멍은 점착 테이프로 막아, 충전 용기로부터의 입자상 흡수제의 유출을 억제하였다. 얻어진 흡수제의 물성을 표 8에 나타낸다.

또한, 실험예 8-2는 상기 (I)의 단계(즉, 수송 전)의 모델이므로, 본 발명의 충전 방법을 사용하지 않아도, 각 물성의 상대 표준 편차가 유의하게 작은 것을 알 수 있다.

[실험예 9-2]

실험예 8-2와 동일한 조작을 행하여, 셰이커 믹서로 교반 후의 충전 용기를 얻었다(즉, 최종 충전량 W2=1.5㎏). 얻어진 충전 용기를, 마이크로형 전자 진동기(M-3T, 츠츠이 리카가쿠 기키 가부시키가이샤제)에 고정하여, 30초간 진동하였다. 즉, 본 발명의 진동은 W1/W2=100일 때에 실시되었다.

진동 조건은 무하중 시의 진동에 있어서, (무하중에서의) 진폭 2㎜, (무하중에서의) 진동수 60㎐, 가속도 14.5G, 진동 지수 42.6이고, 진동각은 90±5°였다. 또한, 직선 진동이었다. 또한, 여기서 말하는 「무하중 시의 진동」이란, 상기와 마찬가지로, 샘플이나 용기 등 아무것도 적재되어 있지 않은 상태를 가리킨다. 또한, 진동 공정 중에 있어서의 입자상 흡수제의 온도는 40 내지 50℃였다.

진동 후의 입자상 흡수제(a-2)의 체적은 2086㎤였다. 얻어진 진동 후의 충전 용기로부터, 실험예 8-2와 마찬가지로 샘플 채취를 행하였다. 얻어진 흡수제의 물성을 표 8에 나타낸다.

[실험예 10-2]

실험예 9-2와 동일한 조작을 행하여, 진동 후의 충전 용기를 얻었다.

얻어진 충전 용기의 내부 주머니를 일단 개봉하고, 흡수제가 미충전 부분의 공기를 압출하고 나서, 다시 내부 주머니 및 외장을 밀폐하고, 이 충전 용기를 대형 로 탭 진탕기(형식 RH-1, 가부시키가이샤 다나카 테크제)에 설치하고, 10분간의 진탕(수평 타원 운동의 진탕수 300rpm, 진탕 폭 25㎜, 해머 타수 150탭핑/분)을 행한 후, 실험예 8-2와 마찬가지로 샘플 채취를 행하였다. 10분간 진탕 후, 샘플 채취 전의 흡수제(a-2)의 체적은 2025㎤였다. 얻어진 흡수제의 물성을 표 8에 나타낸다.

그 후, 충전 용기를 비스듬히 기울여 고정하였다. 또한, 저부 샘플 채취 구멍에 실험예 8-2에 기재된 금속 파이프(코르크볼러 No.11)를 약 1㎝ 삽입하여 흡수제를 중력 낙하시키면서 흡수제를 연속적으로 배출시켰다.

충전 용기로부터의 배출이 멈출 때까지 필요로 한 시간은 약 80초이고, 배출 개시부터 5초 후와 50초 후에 낙하 중인 흡수제를 각 약 20g 채취하였다. 얻어진 흡수제의 물성을 표 10에 나타낸다.

또한, 충전물 내의 입자상 흡수제의 벌크 비중 측정을 위해, 다시, 상기의 조작을 반복하고, 대형 로 탭 진탕기로 10분간 진탕시킨 후의 충전 용기를 얻었다. 얻어진 충전 용기의 중부 샘플 채취 구멍으로부터만, 내부의 입자상 흡수제를 약 150g 채취하여, 벌크 비중을 측정한바, 0.60(g/ml)였다.

[실험예 11-2]

실험예 10-2에 있어서, 마이크로형 전자 진동기에서의 진동을 행하지 않고, 대형 로 탭 진탕기로 10분간의 진탕을 행하고, 실험예 8-2와 마찬가지로 샘플 채취를 행하였다. 얻어진 흡수제의 물성을 표 8에 나타낸다.

여기서 표 8에 있어서, 실험예 8-2, 10-2 및 11-2의 비교를 행한다. 실험예 8-2에서는, 마이크로형 전자 진동기에서의 진동을 행하고 있지 않지만, 각 흡수 물성값의 상대 표준 편차는 유의하게 낮은 것을 알 수 있다. 이는, 트럭 수송의 모델인 진탕을 행하고 있지 않기 때문이다. 그러나, 실험예 11-2에 나타난 바와 같이, 일단, 진탕을 행하면(트럭 수송 시의 흔들림이 가해지면), 각 흡수 물성값의 상대 표준 편차가 높아져 버리는 것을 알 수 있다. 이는, 즉, 각 최종 제품(흡수성 물품)의 흡수 물성값의 편차를 발현할 수 있는 것을 시사하고 있다. 한편, 실험예 10-2에서는 마이크로형 전자 진동기에서의 진동을 행하고 있으므로, 트럭 수송의 모델인 진탕을 행해도 상대 표준 편차가 낮다. 즉, 각 최종 제품(흡수성 물품)의 흡수 물성값의 편차를 유의하게 억제하는 것을 시사하고 있다.

그 후, 실험예 10-2와 마찬가지로 흡수제를 연속적으로 배출시키면서 낙하 중인 흡수제를 각 약 20g 채취하였다. 얻어진 흡수제의 물성을 표 10에 나타낸다. 또한, 배출이 멈출 때까지 필요로 한 시간은 약 80초였다.

[입자상 흡수제의 제조예 2-2]

국제 공개 제2009/113671호 팜플렛에 기재된 입자상 흡수제의 제조예에 따라, 입자상 흡수제(b-2)를 작성하였다. 입자상 흡수제(b-2) 약 1㎏을 충분히 교반하여 균일화한 후에 100g 채취하여 측정했을 때의 벌크 비중은 0.64(g/ml)였다. 입자상 흡수제(b-2)의 AAP, SFC, FSR은 입자상 흡수제(b-1)과 동일했다.

[실험예 12-2]

실험예 10-2에 있어서, 사용하는 입자상 흡수제를 흡수제(a-2)로부터 흡수제(b-2)로 바꾼 것 이외는 동일한 조작을 행하여, 샘플 채취를 행하였다. 얻어진 흡수제의 물성을 표 8에 나타낸다.

[실험예 13-2]

실험예 11-2에 있어서, 사용하는 입자상 흡수제를 흡수제(a-2)로부터 흡수제(b-2)로 바꾼 것 이외는 동일한 조작을 행하여, 샘플 채취를 행하였다. 얻어진 흡수제의 물성을 표 8에 나타낸다.

표 8에 나타난 바와 같이, 실험예 12-2에서는 실험예 13-2보다도 상대 표준 편차는 작고, 안정성이 우수한 것을 알 수 있다.

[입자상 흡수제의 제조예 3-2]

시그마형 블레이드를 2개 갖는 내용적 10리터의 재킷을 구비한 스테인리스형 더블암형 니더에 덮개를 부착하여 형성한 반응기 중에서, 73몰%의 중화율을 갖는 아크릴산나트륨의 수용액 5432.0g(단량체 농도 39중량%)에 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트 7.1g(0.06mol%)을 용해시켜 반응액으로 하였다. 다음에 이 반응액을 질소 가스 분위기 하에서, 30분간 탈기하였다. 계속해서, 상기 반응액에 10중량% 과황산나트륨 수용액 29.36g 및 0.1중량% L-아스코르브산 수용액 24.5g을 교반하면서 첨가하였다. 첨가 후 약 1분 후에 중합이 개시되었다. 그리고, 생성한 겔을 분쇄하면서, 20 내지 95℃에서 중합을 행하고, 중합이 개시되고 나서 30분 후에 함수 겔상 가교 중합체를 취출하였다. 얻어진 함수 겔상 가교 중합체는 입자 직경이 약 5㎜ 이하로 세분화되어 있었다. 분쇄되어 세분화된 함수 겔상 가교 중합체를 50메쉬(눈금 300㎛)의 금망 위에 펼치고, 180℃에서 50분간 열풍 건조하였다. 롤 밀을 사용하여 얻어진 흡수성 수지를 분쇄하고, 또한 눈금 850㎛ 및 106㎛의 JIS 표준 체로 분급하여, 입도 분포를 조정함으로써, 흡수성 수지를 얻었다.

계속해서, 에틸렌글리콜디글리시딜에테르 0.2중량부, 1,2-프로판디올 0.5중량부, 이온 교환수 3중량부를 포함하는 표면 가교제 수용액 3.7중량부를, 얻어진 흡수성 수지 100중량부에 대해 분무 고속 교반 혼합하였다. 얻어진 혼합물을, 열매체 온도 200℃의 패들식 드라이어에 투입하고, 40분간 교반 가열 처리 후에 취출한 후, 냉각하여 표면 가교 흡수성 수지를 얻었다. 이 표면 가교 흡수성 수지 100중량부에 대해, 10중량% 폴리옥시에틸렌(20)소르비탄모노스테아레이트(가오 가부시키가이샤제) 수용액을 0.1중량부 분무 혼합하여, 입자상 흡수제(c-2)를 얻었다. 이 조작을 반복하여 얻어진 입자상 흡수제(c-2) 약 1㎏을 충분히 교반하여 균일화한 후에 100g 채취하여 측정했을 때의 벌크 비중은 0.72(g/ml)였다.

[실험예 14-2]

실험예 8-2에 있어서, 사용하는 입자상 흡수제를 흡수제(a-2)로부터 흡수제(c-2)로 바꾼 것 이외는 동일한 조작을 행하여, 샘플 채취를 행하였다. 얻어진 흡수제의 물성을 표 9에 나타낸다. 또한, 실험예 14-2는 상기 (I)의 단계(즉, 수송 전)의 모델이므로, 본 발명의 충전 방법을 사용하지 않아도, 각 물성의 상대 표준 편차가 유의하게 작은 것을 알 수 있다.

[실험예 15-2]

실험예 10-2에 있어서, 사용하는 입자상 흡수제를 흡수제(a-2)로부터 흡수제(c-2)로 바꾼 것 이외는 동일한 조작을 행하여, 샘플 채취를 행하였다. 얻어진 흡수제의 물성을 표 9에 나타낸다.

그 후, 실험예 10-2와 마찬가지로 흡수제를 연속적으로 배출시키면서 낙하 중인 흡수제를 각 약 20g 채취하였다. 또한, 배출이 멈출 때까지 필요로 한 시간은 약 75초였다. 얻어진 흡수제의 물성을 표 10에 나타낸다.

또한, 충전물 내의 입자상 흡수제의 벌크 비중 측정을 위해, 다시, 상기의 조작을 반복하여, 대형 로 탭 진탕기로 10분간 진탕시킨 후의 충전 용기를 얻었다. 얻어진 충전 용기의 중부 샘플 채취 구멍으로부터만, 내부의 입자상 흡수제를 약 150g 채취하여, 벌크 비중을 측정한바, 0.72(g/ml)였다.

[실험예 16-2]

실험예 15-2에 있어서, 마이크로형 전자 진동기에서의 진동을 행하지 않고, 대형 로 탭 진탕기로 10분간의 진탕을 행하고, 실험예 8-2와 마찬가지로 샘플 채취를 행하였다. 얻어진 흡수제의 물성을 표 9에 나타낸다.

그 후, 실험예 10-2와 마찬가지로 흡수제를 연속적으로 배출시키면서 낙하 중인 흡수제를 각 약 20g 채취하였다. 얻어진 흡수제의 물성을 표 10에 나타낸다. 배출이 멈출 때까지 필요로 한 시간은 약 75초였다.

표 9에 나타난 바와 같이, 실험예 15-2에서는 실험예 16-2보다도 상대 표준 편차가 작고, 안정성이 우수한 것을 알 수 있다.

또한, 표 12에는 실험예 1-2 내지 실험예 1-16의 관계를 통합한 표를 나타낸다.

[비교예 1-2]

실험예 7-2에 있어서의, 15점의 SFC의 값으로부터 임의로 N개를 선택했을 때의 평균값과, 표준 편차를 각각 Ave(N), σ(N)로 했을 때에, 상기 15점의 값 중 Ave(N)±σ(N)의 범위 외가 되는 개수를 OUT(N)으로 하면, 이하의 결과가 되었다.

2≤OUT(10)≤9

3≤OUT(11)≤6

3≤OUT(12)≤6

4≤OUT(13)≤5

4≤OUT(14)≤5

OUT(15)=5

OUT(N)의 값이 작다는 것은 모집단의 분산을 크게 어림잡게 되고, 반대로 크다는 것은 모집단의 분산을 작게 어림잡게 된다. 즉, N이 13 미만에서는, 충전 용기 중의 성능의 편차를 본래의 편차와는 다른 평가로 할 가능성이 높은 것을 알 수 있다.

<식 4의 유도 방법>

상기와 같이 식 4는 하기:

이다.

이러한 식 4는 이하와 같이 도출하였다.

즉, 도 1에 도시된 충전 장치를 사용하여 입자상 흡수제의 충전을 행하기 전에, 진동 조건(무하중에서의 진동수(㎐), 가속도(G))을 설정하기 위해, 도 1의 부호 (16)(충전 용기) 및 부호 (26)(팔레트)이 없는 상태, 즉, 도 1의 부호 (10) 및 부호 (12)(진동체)에 아무것도 적재하지 않은 상태에서, 당해 충전 장치를 운전시켰다.

그 결과, 진동 조건으로서, 무하중에서의 진동수(㎐)는 10 내지 90, 가속도(G)는 1 내지 15를 포함하는 설정값을 얻었다. 계속해서, 입자상 흡수제를 투입한 충전 용기를 상기 설정값으로 진동시켜, 그 용적 축소 효과를 확인하였다.

상기 조작으로 얻어진 데이터를 사용하여, 「용적 축소 효과」를 「목적 변수」, 「무하중에서의 진동수」 및 「가속도」를 설명 변수로 하고, 마이크로소프트사의 엑셀(등록 상표)을 이용하여, 다중 회귀 분석을 하였다.

그 결과, 절편으로서 「42」, 「무하중에서의 진동수(㎐)」의 상수로서 「-0.29」, 「가속도」의 상수로서 「1.24」를 얻었다.

본 발명에 따르면, 각 최종 제품(흡수성 물품)의 흡수 물성값의 편차(상대 편차)를 유의하게 저감시킬 수 있고, 또한 입자상 흡수제 충전물의 정밀도가 높은 샘플링 방법을 제공할 수 있으므로, 물성 저하나 소비자 클레임이 보다 적은 기술을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 충전 방법, 샘플링 방법은 입자상 흡수제의 충전, 샘플링에 적용될 수 있다. 이 입자상 흡수제는, 예를 들어 종이 기저귀나 생리대, 실금 패드 등의 흡수체를 포함하는 위생 재료 등의 흡수성 물품의 제조에 적절히 적용할 수 있다.

2 : 충전 장치
4 : 호퍼
6 : 중간부
8 : 배출 제어부
10 : 적재부
12 : 진동 발생기(10, 12를 합쳐서 진동체라고 함)
14 : 프레임
16 : 충전 용기(플렉서블 컨테이너 백)
18 : 배출구
20 : 현수 벨트
22 : 현수부
24 : 적재부 상면
26 : 팔레트
또한, 본 출원에서는, 2013년 9월 30일에 출원된 일본 특허 출원 2013-203059호의 개시 내용 및 2014년 4월 23일에 출원된 일본 특허 출원 2014-089598의 개시 내용이 참조에 의해 전체적으로 인용되어 있다.

Claims

입자상 흡수제를 충전 용기에 충전하는 충전 공정과, 상기 충전 용기를 상기 충전 용기 외부로부터 진동시키는 진동 공정을 갖고, 상기 충전 공정의 개시부터 종료까지의 사이에, 적어도 1회의 진동 공정을 실시하는, 입자상 흡수제의 충전 방법이며,
상기 진동 공정에 있어서의 진동 조건이, 하기 (a) 및 (b)의 조건을 만족시키는 입자상 흡수제의 충전 방법.
(a) 상기 충전 용기와 접촉하는 진동체의 진동이 연직 방향 성분을 갖고, 진동각이 90°±30° 이내임
(b) 상기 진동체의 무하중에서의 전체 진폭 및 무하중에서의 진동수의 설정이 하기 식 1-1 및 식 2, 또는 식 1-2 및 식 2를 만족시킴

또한, 가속도 및 진동 지수가, 각각 하기 식 3 및 하기 식 4에 의해 산출되는 값임
제1항에 있어서, 상기 가속도가 10G 이하인, 충전 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 진동 공정이, 상기 입자상 흡수제의 최종 충전량 W2에 대한, 상기 입자상 흡수제의 충전량 W1의 비율로서 W1/W2로 나타냈을 때에, W1/W2=10 내지 100중량%일 때에 실시되는 충전 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진동체의 무하중에서의 진동수가 10 내지 90㎐인 충전 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 입자상 흡수제 표면으로부터 30㎝ 이내의 공간부에 있어서의 상대 습도가 30 내지 65%Rh인 충전 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 팔레트가 상기 입자상 흡수제 1t당 5 내지 50㎏의 질량을 갖는 교환 가능한 판상체인 충전 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 W2가 상기 식 1-1에 있어서 20000㎏ 이하인 충전 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진동 공정에 있어서의 상기 입자상 흡수제의 온도가 30 내지 70℃인 충전 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입자상 흡수제가 흡수성 수지를 포함하여 구성되고, 상기 흡수성 수지가 부정형 파쇄상인 충전 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입자상 흡수제의 벌크 비중이 0.50 내지 0.70(g/ml)인 충전 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입자상 흡수제가 벨트 중합하는 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 얻어진 충전 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진동의 발생에, 언밸런스 매스형의 진동 발생기를 복수 사용하여, 수평 방향의 진폭을 서로 상쇄하도록 배치함으로써 진동 방향을 조정하는 충전 방법.
충전 용기에 충전되어 있는, 충전 체적이 V(㎤)인 입자상 흡수제 충전물을 샘플링하는 방법이며,
동일 충전물로부터 샘플링하는 수를 n(개)로 하고, 또한 서로 인접하는 각 샘플링 개소간의 거리를 x(㎝)로 할 때에, 이하 (1) 및 (2)의 조건을 반드시 만족시키도록 설정하는 입자상 흡수제 충전물을 샘플링하는 방법:

단, m은 3 또는
중 어느 하나의 큰 쪽이고,

단,

이다.
제13항에 기재된 방법에 의해 샘플링된 각 샘플을 분석하여 얻어진 물성값의 산술 평균값을 입자상 흡수제 충전물의 대표 흡수 물성값으로 하는 입자상 흡수제 충전물의 대표 흡수 물성값의 결정 방법.
동일 충전물로부터 3개소 이상 샘플링된 입자상 흡수제의 각 흡수 물성값의 상대 표준 편차가, 이하의 (a) 내지 (d) 중 적어도 하나를 만족시키는, 입자상 흡수제 충전물.
(a) 무가압 하 흡수 배율(CRC)의 상대 표준 편차가 2% 이하
(b) 식염수 흐름 유도성(SFC)의 상대 표준 편차가 6% 이하
(c) 가압 하 흡수 배율(AAP)의 상대 표준 편차가 1% 이하
(d) 흡수 속도(FSR)의 상대 표준 편차가 5% 이하
제15항에 있어서, 3개소 이상 샘플링된 입자상 흡수제의 각 흡수 물성값의 산술 평균값이 이하의 (e) 내지 (h) 중 적어도 하나를 만족시키는 입자상 흡수제 충전물.
(e) CRC가 5 내지 40(g/g)
(f) SFC가 20(×10^-7ㆍ㎤ㆍsㆍg^-1) 이상
(g) AAP가 20(g/g) 이상
(h) FSR이 0.25(g/g/s) 이상
제15항 또는 제16항에 있어서, 입자상 흡수제의 벌크 비중이 0.50 내지 0.70(g/ml)인 입자상 흡수제 충전물.
제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 흡수성 수지를 포함하여 구성되고, 상기 흡수성 수지가 부정형 파쇄상 입자인 입자상 흡수제 충전물.
제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 충전 방법으로 충전된 입자상 흡수제 충전물.
제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샘플링이 제13항에 기재된 방법에 의해 행해진 입자상 흡수제 충전물.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 충전 방법으로 충전된 입자상 흡수제 충전물.
제15항 내지 제21항 중 어느 한 항에 기재된 입자상 흡수제 충전물의 보관 방법 또는 수송 방법.
제15항 내지 제21항 중 어느 한 항에 기재된 입자상 흡수제 충전물로부터, 1 내지 100g으로 소분된 입자상 흡수제를 포함하는 흡수성 물품.
제15항 내지 제21항 중 어느 한 항에 기재된 입자상 흡수제 충전물을 준비하는 공정을 거치는 흡수성 물품의 제조 방법.