KR20180004788A - 물 흡수성 폴리머 입자들을 제조하기 위한 제조 방법 및 벨트 건조기 - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B9/00—Making granules
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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- C08F20/06—Acrylic acid; Methacrylic acid; Metal salts or ammonium salts thereof
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2300/00—Characterised by the use of unspecified polymers
- C08J2300/14—Water soluble or water swellable polymers, e.g. aqueous gels
Abstract
본 발명은 물 흡수성 폴리머 입자들을 제조하기 위한 제조 방법에 관한 것으로, 제조 방법은 다음 단계들: 수성 폴리머 겔을 제조하도록 수성 모노머 용액 또는 현탁액을 중합하는 단계, 컨베이어 벨트를 가지는 벨트 건조기에서 수성 폴리머 겔을 건조하는 단계로서, 상기 수성 폴리머 겔은 컨베이어 벨트에 수용되고 폴리머 겔은 운반 방향 (C) 으로 컨베이어 벨트에서 운반되는 단계, 물 흡수성 폴리머 입자들을 형성하도록 건조된 폴리머 겔을 파단 및/또는 그라인딩하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 건조를 수행하기 위해서: 대부분 컨베이어 벨트를 포함하는 건조기 구조 (101) 를 가지고 공기가 리턴되도록 건조기 구조 (101) 에 연결되는 공기 리턴 가이드 (350) 를 가지는 벨트 건조기가 형성되고, 리턴 공기 (RL) 는 건조기 구조 (101) 로부터 흡입되고 공기 리턴 가이드 (350) 를 통하여 건조기 구조 (101) 로 다시 공급되고, 공기 리턴 가이드 (350) 는 공기 유동 방향으로 상류에 배치된 건조기 구조 (101) 에서 입력 세그먼트 (EA) 와 공기 유동 방향으로 하류에 배치된 공기 리턴 가이드 (350) 에서 출력 세그먼트 (AA) 사이에 형성된 공기 흡입 가이드 (340) 를 가지고, 공기 흡입 가이드 (340) 의 적어도 하나의 공기 제거 세그먼트 (A, A1, A2, A3, A4) 에서의 유동 단면은 단면 확대부 (Q, Q1, Q2, Q3, Q4) 를 가지고, 단면 확대부는 공기 흡입 가이드의 공기 제거 세그먼트 (A, A1, A2, A3, A4) 의 단면을 확대하여서 적어도 공기 흡입 가이드 (340) 의 공기 제거 세그먼트 (A, A1, A2, A3, A4) 에서, 리턴 공기 (RL) 가 감소된 유속으로, 특히 공기 유동 방향으로 상류에 배치된 공기 흡입 라인의 단면에서보다 낮고 그리고/또는 입력 세그먼트 (EA) 에서 입력 속도보다 낮은 감소된 유속으로 이동되고, 그리고/또는 적어도 확대된 단면을 가지는 공기 흡입 가이드 (340) 의 입력 세그먼트 (EA) 에서, 리턴 공기 (RL) 가 감소된 입력 속도로, 특히 공기 유동 방향에서 하류에 배치된 공기 유입 라인의 단면에서보다 낮은 감소된 유속으로 이동되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 청구항 1 의 전제부에 따른 물 흡수성 폴리머 입자들을 제조하기 위한 제조 프로세스에 관한 것이다. 본 발명은 또한 청구항 11 의 전제부에 따른 수성 폴리머 겔을 건조하기 위한 벨트 건조기에 관한 것이다.
제조 프로세스는 다음 단계들: 폴리머 겔의 제조를 위한 수성 모노머 용액 또는 현탁액을 중합하는 단계; 수성 폴리머 겔을 컨베이어 벨트에 적용하고 컨베이어 벨트 상의 폴리머 겔을 운반 방향으로 운반함으로써 컨베이어 벨트와 벨트 건조기에서 수성 폴리머 겔을 건조시키는 단계; 폴리머 입자들을 제공하도록 건조된 폴리머 겔을 분쇄 및/또는 그라인딩 (grind) 하는 단계를 갖는다.
건조를 위해, 특히 순환된 공기를 가이드하기 위한 공기 순환 벨트 건조기 형태의 벨트 건조기는 본질적으로 컨베이어 벨트를 포함하는 건조기 세트업 (setup) 및 공기 재순환을 위한 건조기 세트업 하류의 공기 재순환 도관을 가지고 설계된다. 재순환된 공기는 여기에서 건조기 세트업으로부터 인출되고 공기 재순환 도관을 통하여 건조기 세트업으로 다시 공급된다. 공기 재순환 도관은 건조기 세트업에서 공기 유동 방향에 대해 상류 흡입 섹션과 공기 재순환 도관에서 공기 유동 방향에 대해 하류 배출 섹션 사이에 형성된 공기 인출 도관을 갖는다.
물 흡수성 또는 초흡수성 폴리머들 (SAPs, 약하여 초흡수제로 지칭) 은 액체, 예를 들어 물 또는 유사한 액체의 건조 상태에서 그것의 질량의 몇 배 (간혹 1,000 배 초과) 를 흡수할 수 있는 가교결합된 친수성 폴리머들을 지칭한다.
초흡수제들의 주요 사용 분야는 위생 부문이고 또한 상처 드레싱 및 깁스의 의료 부문에서 중요한 역할을 한다. 또한, 초흡수제의 중요한 사용 분야는 농업 및 원예이고, 여기에서 초흡수제는 수분을 저장할 수 있는 토양의 능력을 개선시키도록 사용된다.
초흡수제의 요구는 특정 사용 분야에 의존하고, 그런 이유로 초흡수제의 특성 (예를 들어 팽윤도 및 팽윤비) 은 대응하여 조절되어야 한다. 이 목적을 위한 중요한 사항은, 흡수될 액체의 흡수가 압력 하에 그리고/또는 비교적 높은 온도에서 일어나는지 아닌지 여부이고, 이것은 실금 제품들에서 초흡수제의 사용에서 특히 중요하다. 초흡수제의 팽윤도가 팽윤제의 염 함량에 의해 크게 영향을 받기 때문에, 기타 주요한 중요 사항은 흡수될 액체의 성질 및 조성이다.
물 흡수성 폴리머들은 특히 (공)중합된 친수성 모노머들, 적합한 접합 베이스, 가교결합된 셀룰로오스 또는 전분 에테르에서 하나 이상의 친수성 모노머들의 접합 (graft) 코폴리머들, 가교결합된 카르복시메틸셀룰로오스, 부분적으로 가교결합된 산화 폴리알킬렌, 또는 수성 액체에서 팽윤가능한 천연 제품들, 예를 들어 구아 (guar) 유도체들로 형성된 폴리머들이다. 이런 종류의 물 흡수성 폴리머들은 기저귀들, 탐폰들 및 생리대들을 제조하는데 사용될 뿐만 아니라, 마켓 가드닝에서 물 보유제들로서 사용된다.
물 흡수성 폴리머들의 제조는, 예를 들어, 1998 년에 F. L. Buchholz 및 A. T. Graham, Wiley-VCH 에 의한 논문 "Modern Superabsorbent Polymer Technology" 또는 Ullmanns "Encyclopedia of Industrial Chemistry", 6 판, 35 권, 73 ~ 103 페이지에서 설명된다.
수성 폴리머 겔 상태의 초흡수성 폴리머는 젖은 상태로서 간주되므로 일반적인 용어로 젖은 물질로서 또한 지칭될 수 있고; 환언하면, 수성 폴리머 겔은 특히 이하 설명되는 것처럼 건조 전 여전히 상당 비율의 물을 갖는다. 수성 폴리머 겔은 모노머 용액 또는 현탁액을 중합함으로써 수득된다. 여전히 수성인 폴리머 입자들의 수성 폴리머 겔은, 바람직하게, 예를 들어 40 ~ 60% 의 고형물 함량을 가지고 입상 형태로 벨트 건조기로 도입된다. 이 상태에서, 폴리머 겔은 기본적으로 이미 원하는 가교결합 정도를 가지는 가교결합된 형태로, 특히 비교적 낮은 가교결합 정도를 가지고, 특히, 아래에서 추가로 설명하는 것처럼, 처음에는 거의 표면 가교결합되지 않은, 특히 처음에는 균질하게 가교결합된 형태로 되어 있다.
물 흡수성 폴리머 입자 상태의 초흡수성 폴리머는 건조 후 상태인 것으로 간주되고; 환언하면, 그것은 특히 후술하는 것처럼 수성 폴리머 겔의 건조 후 폴리머 입자들의 낮은 잔류 수분 함량을 가지고; 따라서, 초흡수성 폴리머는 바람직하게 건조된 폴리머 겔, 특히 건조된 폴리머 입자들의 형태로 되어 있다. 이 상태에서, 물 흡수성 폴리머 입자들은 바람직하게 후가교결합될 수 있고, 특히 표면 가교결합될 수 있고, 이 경우에 표면 가교결합 정도는 바람직하게 위에서 언급한 비교적 낮은 처음에 균질한 가교결합 정도를 초과다. 바람직하게, 중합 후, 물 흡수성 폴리머들의 수성 폴리머 겔이 수득되고, 이것은 건조된다. 물 흡수성, 특히 건조된, 폴리머 입자들을 포함한 물 흡수성 폴리머를 제공하기 위해서 수성 폴리머 겔을 건조하는 원리는 마찬가지로 1998 년, F. L. Buchholz 및 A. T. Graham, Wiley-VCH 에 의한 논문 "Modern Superabsorbent Polymer Technology" 의 87 ~ 93 페이지에서 설명된다.
벨트 건조기에서, 수성 폴리머 겔은 부분적으로 건조된 폴리머 겔을 제공하기 위해서 건조되어서 건조 케이크의 형태를 취한다. 건조 케이크는 바람직하게 벨트 건조기의 건조기 세트업을 통하여 이렇게 연장되는 벨트 건조기의 벨트에서 부분적으로 건조된 폴리머 겔의 스트랜드, 즉 부분적으로 건조된 폴리머 스트랜드의 형태를 취한다.
벨트 건조기의 단부에서, 즉 건조기 세트업에서 나갈 때, 건조 케이크는 건조된 폴리머 겔의 실질적으로 건조된 스트랜드의 형태, 예를 들어, 슬래브 또는 시트형 스트랜드, 즉 건조된 폴리머 스트랜드의 형태로 되어 있다. 부분적으로 건조된 폴리머 겔 및 건조 케이크의 건조된 폴리머 겔은 이하 용어 "건조된 폴리머 입자들" 로 간혹 이미 지칭되고; 두 경우 모두 "수성 폴리머 겔" 과 대조적으로, 용어 "초흡수성 또는 물 흡수성 폴리머 겔" 또는 "건조된 폴리머 겔" 에 의해 포함된다.
건조될 수성 폴리머 겔의 입자들의 비교적 넓은 크기의 분포를 고려하면, 입자들 대부분이 오히려 과건조되는 건조 조건 하에 모든 폴리머 입자들의 완전한 건조가 이루어진다. 결국, 건조 프로세스는 또한 경제적으로 실행가능해야 하고 원하는 제품 품질을 제공해야 한다. 벨트 건조기에서 건조될 수성 폴리머 겔의 적절한 체류 시간 후, 그것은 원하는 수분 함량, 바람직하게 낮은 수분 함량과 따라서 잔류 수분 함량을 가지는 물 흡수성 폴리머 입자들을 포함하는 초흡수성 폴리머를 제공하도록 건조될 것이다.
그러므로, 실제로, 건조기 용량의 이용과 물 흡수성 폴리머 입자들의 가공성 사이에 절충안을 구성하는 건조 조건들이 선택된다.
실질적으로 건조된 폴리머 스트랜드 형태의 건조된 폴리머 겔은 그 후 벨트 건조기의 단부에서 분쇄기 또는 유사한 파쇄기 (comminutor) 로 공급된다. 따라서, 그 후 형성되는 것은 건조된 폴리머 겔의 잘 건조된 폴리머 입자들이다.
그런 경우에 건조된 폴리머 입자들 일부는 분쇄된 건조된 폴리머 겔, 예를 들어 비교적 조대한 (coarse) 덩어리들의 형태를 취하고, 일부는 건조된 폴리머 겔의 불가피한 분쇄 잔류물의 형태를 취한다. 특히, 건조된 폴리머 겔의 분쇄 잔류물은 미세한 입자와 초미세한 입자를 포함한 미세한 폴리머 입자 분말을 포함한다.
그 후, 건조된 폴리머 입자들은 바람직하게 그라인딩 작동으로 보내져 추가로 프로세싱되어서 그라인딩된 건조된 폴리머 입자들을 제공한다.
그라인딩된 건조된 폴리머 입자들은 그 후 시이빙 (sieving) 작동으로 보내질 수 있다. 그 후, 중간 사이즈 분획물은 이미 바람직한 원하는 입자 크기를 가지고 이 초기 스테이지에서 분리될 수 있다. 오버사이즈 분획물 또는 미세한 분획물은 선택적으로 한 번 더 그라인딩되고, 시이빙되거나 프로세싱될 수 있고 중간 사이즈 분획물에 부가될 수 있다.
중간 사이즈 분획물의 건조되고, 그라인딩되고 시이빙된 폴리머 입자들은 표면 재프로세싱될 수 있다.
건조되고, 그라인딩되고 시이빙되고 표면 재프로세싱된 폴리머 입자들은 시이빙을 보호받을 수 있다.
건조 작동에서, 연속 운반 벨트 건조기들을 사용할 수 있고; 이것은 이하 서두에 명시된 유형의 벨트 건조기, 특히 공기 순환 벨트 건조기에 관한 것이다. 서두에 명시된 벨트 건조기는 특히 수성 폴리머 겔을 위해, 특히 피스 (piece) 형태로 제한된 유동성의 변형가능한, 패스티 (pasty) 제품의 형성을 위해 구성된다. 연속 벨트 건조기에서, 천공 컨베이어 벨트 상의, 공기가 통과할 수 있는 집합체 (aggregate) 의 형태로 적용된, 수성 폴리머 겔의 생성물 층이 처음에는 프로세스에서 건조 공간을 통하여 수송되고 건조되어서 부분적으로 건조된 폴리머 겔을 제공하고 끝으로 건조된 폴리머 겔을 제공하고; 건조된 폴리머 겔은 그 후 추가로 프로세싱되어서 위에서 언급한 건조된 폴리머 입자들을 물 흡수성 폴리머 입자들로서 제공한다.
부분적으로 건조된 폴리머 겔과 그 후 건조된 폴리머 겔의 건조 케이크의 생성물 층을 통하여 유동하는 건조 가스는 열을 건조될 수성 폴리머 겔이나 부분적으로 건조된 물 흡수성 폴리머 입자들로 도입하고 증발 수분을 멀리 수송하는 역할을 한다. 사용된 건조 가스는 바람직하게 건조 공기로서 공기이다. 공기 순환 벨트 건조기에서, 생성물 층을 통하여 유동하는 건조 공기는 부가적으로 순환 공기로서 안내된다.
게다가, 다수의 제어가능한 영역들 - 이하 제어 구역들로서 지칭 - 로 건조기 세트업의 내부 영역의 분할은, 각각의 제어 구역에 대해, 다른 건조 조건들, 예를 들어 건조 온도들, 건조 압력들, 공기 습도들 또는 유사한 건조 조건들의 설정을 허용한다. 다른 제어 구역들 내에서 건조/냉각 온도들 및 다른 건조 조건들은 적합하게 치수가 정해진 가열 레지스터들 (heating registers), 열교환기들 및 건조 공기의 공급 및 제거에 의해 조절된다. 건조될 수성 폴리머 겔을 위한 다른 건조 조건들 및/또는 조절가능한 건조 시간들에 의해, 물 흡수성 폴리머 입자들에 대한 원하는 최종 건조 정도를 설정할 수 있다. 건조기의 다른 설계와 비교했을 때, 수성 폴리머 겔 또는 물 흡수성 폴리머 입자들이 컨베이어 벨트에 느슨하게 놓여지기 때문에, 벨트 건조기는 (중력 이외에) 제품을 손상시키는 큰 기계적 응력이 존재하지 않는다는 장점을 갖는다. 원칙적으로, 벨트 건조기는 전부 단일 건조기 구역에 의해 제어 구역의 구성을 설정하는 옵션을 제공한다. 일 변형에서, 벨트 건조기는 또한 다수의 건조기 구역들의 하나의 제어 구역의 구성을 전부 또는 부분적으로 설정하는 옵션을 제공한다. 가장 단순한 경우에, 건조기 세트업은 하나의 제어 구역을 포함하고 단일 건조기 구역을 형성한다. 건조기 구역은 모듈식 구성을 가질 수 있고, 즉 단일 건조기 모듈 또는 다수의 건조기 모듈들에 의해 구성될 수 있지만, 반드시 그럴 필요는 없다. 결국, 건조기 세트업은 다수의 건조기 모듈들에 의해 구성될 수 있다. 벨트 건조기는, 예를 들어, 생성물 적용 모듈, 하나 이상의 건조기 구역들의 형성을 위한 다수의 건조기 모듈들, 및 배출 모듈을 포함한다.
배출 모듈은 물 흡수성 폴리머 입자들 형태의 초흡수성 폴리머를 배출하는 역할을 하고; 보다 특히, 컨베이어 벨트는 배출 모듈에서 끝나거나 전환점을 가지고; 배출 모듈에서 초흡수성 폴리머는 위에서 언급한 분쇄기 또는 유사한 파쇄기로 떨어질 수도 있다.
배출 모듈 앞 마지막 건조기 구역, 그렇지 않으면 해당되는 경우 끝에서 두 번째의 건조기 구역 또는 배출 모듈 앞 일련의 마지막 건조기 구역들은 물 흡수성 폴리머 입자들을 냉각하는데 이용될 수 있고 그러므로 또한 물 흡수성 폴리머 입자들로 열의 도입 없이 설계될 수도 있고; 이 경우에, 배출 모듈 앞 마지막 건조기 구역 또는 다수의 마지막 건조기 구역들은 특히 가열 레지스터들 및/또는 열교환기들 없이 설계될 수도 있다. 물 흡수성 폴리머 입자들로부터 열의 제거를 갖는 건조기 구역은 또한 냉각 구역으로도 지칭되고, 원칙적으로 임의의 경우에, 건조기 세트업에서 다수의 지점들 중 임의의 지점에 위치결정될 수도 있다. 보다 특히, 배출 모듈 앞 마지막 건조기 구역은 바람직하게 냉각 구역이다. 바람직하게, 냉각 구역은 공기 순환 도관을 구비할 수도 있다. 이것은 냉각 구역이 공기 순환 도관 없이 구성되기 보다는 더 짧은 구성을 가지고 구성되도록 허용한다.
하지만, 일 변형에서, 마지막 건조기 구역은 또한 가열 레지스터들 및/또는 열교환기들 등을 가질 수도 있고, 그러므로 이전 건조기 구역들과 유사한 설계를 가질 수도 있다. 여기에서 배출 모듈 앞 마지막 건조기 구역은, 구성한 대로, 엔드 모듈을 가지고, 특히 냉각 구역의 경우에, 물 흡수성 폴리머 입자들 형태의 생성물은 그것이 진입할 때보다 더 차가운 온도로 나가는 특징을 갖는다.
수송 벨트들을 가지는 벨트 건조기들은 벨트 반응기들과 구별될 것이다. 벨트 반응기는 수성 폴리머 겔을 그것의 개시 물질로부터 제조하는데 사용되지만, 벨트 건조기는 수성 폴리머 겔로부터 물 흡수성 폴리머 입자들을 제조하고, 특히, 바람직하게 원하는 가교결합 정도로 먼저 균질하게 가교결합된, 선택적으로 또한 표면 가교결합된 수성 폴리머 겔로부터 언급된 물 흡수성 폴리머 입자들을 제조하는데 사용된다.
WO 2006/100300 A1 은, 모노머 용액의 중합에 의해 물 흡수성 폴리머들을 제조하고 가열된 공기 스트림에 의해 벨트 건조기에서 중합에 의해 수득된 수성 폴리머 겔을 건조하기 위한 프로세스를 개시하고, 상기 건조는 적어도 2 개의 온도 구역들에서 수행되고 그리고/또는 수성 폴리머 겔을 통한 건조 공기 스트림의 유동 방향은 벨트 건조기의 상류 섹션에서 아래에서부터 안내되고 벨트 건조기의 하류 섹션에서 위에서부터 안내된다. 이것은 건조 공기가 생성물 층을 통하여 다수의 패스 (passes) 로 최대 포화되도록 건조 공기를 순환시키는 것을 포함한다. 물 흡수성 폴리머들의 경제적인 건조를 위해, 건조기에서 공기 순환은 에너지 효율적인 작동을 하도록 체계적으로 설계된다. 건조 특징 및 에너지 이용에 대해 장점을 가지는, 다양한 공기 순환 개념이 가능하다. 여기에서는 교차 역류되는 공기 순환을 무시하는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적은 개선된 제조 프로세스 및 장치를 명시하는 것이다. 보다 특히, 바람직하게 공기 순환 교차류 (crosscurrent) 유동을 이용한 에너지 효율적인 건조 프로세스가 명시될 것이다.
바람직하게, 개선된 건조 프로세스에서는, 유지보수 및 세정과 연관된 비용 및 불편함은, 특히 공기 재순환 도관에서 내장품들, 예를 들어 내부에서 연결되는 관련된 냉각 모듈들 및/또는 건조 모듈들에 대해, 특히 내부에 제공된 가열 레지스터들 및/또는 공급 공기 가열기들에 대해 감소될 것이다. 보다 특히, 이것은 시간이 경과함에 따라 일정하게 유지되고, 매우 실질적으로 일정하거나 적절하게 조절된 작동 파라미터들과 결합되는 생성물 특성을 이끌 것이다. 바람직하게, 공기 재순환 도관으로, - 냉각 모듈들 및/또는 건조 모듈들, 예를 들어 가열 레지스터들 또는 유사한 내장품들과 같은 - 특히 공기 재순환 도관 내 내장품들로 입자들의 도입은 감소된다. 바람직하게, 공기 재순환 도관으로 입자들의 도입은 또한 역류의 공기 재순환 도관 및/또는 교차류의 공기 순환을 이용하는 에너지 효율적인 건조 프로세스의 경우에 감소된다. 바람직하게, 벨트 건조기는 인접한 (immediate) 환경에서 생성물 스트림에 반하여 건조 공기의 공기 순환을 위해 설계될 것이다.
제조 프로세스에 대해, 상기 목적은 청구항 1 의 제조 프로세스로 본 발명에 의해 달성된다.
장치에 대해, 상기 목적은 청구항 11 의 벨트 건조기로 본 발명에 의해 달성된다.
상기 제조 프로세스에 대해, 본 발명은 청구항 1 의 전제부에 따른 서두에 명시된 유형의 제조 프로세스로부터 비롯된다. 본 발명에 따르면, 건조를 위해, 공기 인출 도관의 적어도 하나의 공기 제거 섹션의 유동 단면은 단면 증가를 가지고, 여기에서 적어도 공기 인출 도관의 공기 제거 섹션에서 재순환된 공기가 감소된 유량으로, 특히 공기 유동에서 상류 지점에 공기 인출 라인의 단면에서 유량보다 낮고 그리고/또는 공기 제거 도관의 흡입 섹션에서 흡입률보다 낮은 유량으로 제거되고, 그리고/또는 공기 인출 도관에서 증가된 단면의 적어도 흡입 섹션에서 재순환된 공기가 감소된 흡입률로 제거되도록 단면 증가는 공기 인출 도관의 공기 제거 섹션의 단면을 증가시킨다. 이 경우에, 감소된 유량은 공기 유동 방향에 대해 공기 인출 라인의 하류 단면에서 유량보다 더 낮다.
벨트 건조기에 대해, 본 발명은 청구항 11 의 전제부에 따른 서두에 명시된 유형의 벨트 건조기로부터 비롯된다. 본 발명에 따르면, 공기 인출 도관의 적어도 하나의 공기 제거 섹션의 유동 단면은 단면 증가를 제공받았고, 여기에서 적어도 공기 인출 도관의 공기 제거 섹션에서 재순환된 공기가 감소된 유량으로, 특히 공기 유동에서 상류 지점에 공기 인출 라인의 단면에서 유량 및/또는 공기 제거 도관의 흡입 섹션에서 흡입률보다 낮은 감소된 유량으로 제거되도록 단면 증가는 공기 인출 도관의 공기 제거 섹션의 단면을 증가시킨다.
부가적으로 또는 대안적으로, 적어도 공기 인출 도관에서 증가된 단면의 흡입 섹션에서 재순환된 공기는 감소된 흡입률로 제거가능하다. 이 경우에, 감소된 유량은 공기 유동 방향에 대해 공기 인출 라인의 하류 단면에서 유량보다 낮다.
본 발명의 유리한 개선예들은 종속항들로부터 받아들일 수 있고 개별적으로 추가 장점들에 대해 목적의 범위 내에서 설명된 개념을 구현하는 유리한 방식들을 명시할 수 있다.
바람직하게, 공기 인출 도관은 마지막 건조기 구역 (바람직하게 냉각 구역으로 설계) 에 연결되고; 이 개선예는, 특히 바람직한 실시형태의 범위 내에서, 도면과 관련하여 설명된다. 원칙적으로, 하지만, 공기 인출 도관은 또한 건조기 세트업의 다른 건조기 구역에 연결될 수 있다. 공기 인출 도관의 공기 제거 섹션은 특히 재순환된 공기를 위한 공기 인출 도관의 흡입 섹션에 직접 연결된 공기 인출 도관의 섹션을 의미하는 것으로 이해된다. 따라서, 공기 인출 도관은 공기 재순환 도관의 공기 공급 섹션에서 건조기 세트업으로 재순환된 공기를 다시 공급하는 재순환된 공기를 위한 공기 재순환 도관에 연결되고, 그 목적으로 건조기 세트업에 또한 연결된다.
상기 개념은, 특히, 공기 제거 섹션이 공기 유동 방향에 대해 건조기 세트업의 상류 흡입 섹션과 공기 유동 방향에 대해 공기 재순환 도관에서 하류 출구 섹션 사이에서 - 재순환된 공기를 기반으로 - 단면 증가를 가지고 형성되는 그런 개선예들을 포함한다. 본 출원의 주제는, 특히, 단면 증가를 가지는 공기 제거 섹션이 공기 유동 방향에 대해 건조기 세트업의 상류 흡입 섹션에 직접 형성되고 그리고/또는 공기 유동 방향에 대해 공기 재순환 도관에서 하류 출구 섹션에 직접 형성되는 그런 개선예들을 또한 포함한다. 주제는 또한 이러한 개선예들의 조합들을 포함한다.
단면 증가는, 일반적으로, 공기 제거 섹션이 공기 인출 라인의 다른 단면과 비교해 증가된 단면을 가져서, 적어도 공기 인출 도관의 공기 제거 섹션에서 재순환된 공기는 다른 단면과 비교해 감소된 유량으로 제거되는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 공기 인출 도관의 공기 제거 섹션의 단면을 증가시키는 단면 증가는 특히 공기 제거 섹션의 단면이 공기 유동 방향에 대해 제 1 상류 단면으로부터 공기 유동 방향에 대해 제 2 하류 단면으로 증가되는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 이 점에 있어서, 부가적으로 또는 대안적으로 단면 증가는 특히 또한 공기 유동 방향에 대해 건조기 세트업의 상류 흡입 섹션에서 공기 제거 섹션이 크게 확대된 흡입 영역을 형성하는 단면을 가지는 라인 흡입 영역을 가지는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 보다 특히, 라인 흡입 영역은 공기 인출 도관의 추가 공기 인출 라인과 비교해 증가된 크기를 가지고, 특히 공기 재순환 도관에서 운반 수단에서의 공기 순환 단면과 비교해 증가된 크기를 갖는다. 대응하여, 라인 흡입 영역은 확대된 흡입 영역을 형성하도록 확대된 실린더형, 타원형, 각형, 특히 정사각형 또는 직사각형, 또는 다른 형상의 단면의 유동 채널을 가질 수도 있다. 라인 흡입 영역은 또한, 예를 들어, 디퓨저 (diffuser), 퍼널 (funnel) 의 형태 또는 확대된 흡입 영역의 형성을 위한 유사한 유동 채널 형태를 취할 수도 있다.
따라서, 개념의 제 1 변형예에서, 그것은 일반적으로 적어도 공기 인출 도관의 공기 제거 섹션에서 재순환된 공기가 감소된 유량으로 제거되는 경우일 수도 있다. 이것은, 예를 들어, 하나 이상의 바이패스 라인들을 공기 인출 도관에서 공기 인출 라인에 제공함으로써 이미 구현될 수 있다. 공기 인출 도관에서 바이패스 라인으로 인해, 공기 인출 도관의 공기 제거 섹션의 전체 단면은 상기 개념의 방식으로, 즉 공기 인출 도관이 이제 공기 인출 라인의 단면 및 바로 공기 인출 라인의 단면보다는 바이패스 라인의 단면을 가지도록 증가된다. 공기 인출 도관의 증가된 전체 단면으로 인해, 재순환된 공기 전부 적어도 공기 인출 도관의 공기 제거 섹션에서 감소된 유량으로 제거된다.
유리하게도, 그리고 부가적으로 또는 대안적으로, 공기 인출 도관의 공기 제거 섹션의 단면은 예를 들어 공기 제거 섹션에 있는 동안 점진적으로 또는 단계적으로 증가되고; 환언하면, 공기 제거 섹션의 단면은 공기 유동 방향에 대해 제 1 상류 단면으로부터 공기 유동 방향에 대해 제 2 하류 단면으로 증가한다. 바이패스 라인의 상기 예에 대해서, 공기 유동 방향에 대해 이런 제 2 하류의 증가된 단면은 공기 인출 라인에 대한 바이패스 라인의 연결 지점에 형성될 수도 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 공기 유동 방향에 대해 이런 제 2 하류의 증가된 단면은 예를 들어 공기 인출 라인에 있는 동안 침전 챔버, 원심 분리기 또는 공기 인출 라인의 확장 영역에 의해 공기 인출 라인에서 다른 방식으로 또한 형성될 수도 있다. 이런 식으로, 적어도 공기 인출 도관의 공기 제거 섹션에서 (예를 들어 공기 유동 방향에 대해 하류의 증가된 단면에서) 재순환된 공기는 감소된 유량으로 제거되고; 이 경우에, 감소된 유량은 특히 공기 유동 방향에 대해 공기 인출 라인의 상류 단면과 비교해 감소되고, 유량은 특히 공기 인출 도관의 흡입 섹션에서 흡입률보다 더 낮다.
일반적으로, 개념의 제 2 변형예에서는, 부가적으로 또는 대안적으로, 증가된 단면의 공기 인출 도관의 적어도 흡입 섹션에서 재순환된 공기가 감소된 흡입률로 제거가능한 경우이다. 이것은 이미 공기 인출 라인에서 큰 단면의 라인 흡입 영역에 의해 달성될 수 있다. 이런 식으로, 전반적으로, 재순환된 공기는 적어도 증가된 단면의 흡입 섹션에서 제거되고 - 공기 인출 도관의 공기 제거 섹션으로서 - 재순환된 공기가 감소된 유량으로 제거된다.
감소된 유량들 및 증가된 단면적 증가에 대해 모든 전술한 세부사항은 보다 특히 동일한 공기 운반율에 관하여 적용가능하다.
이런 변형예들의 실시예들이 개별적으로 종속항들에서 개선예들로서 주장되고 특히 실시 예들로서 도 6 의 범위 내에서 설명된다.
공기 재순환은, 공기 인출 도관에서 제거되고 건조기 세트업 외부의 컨베이어 벨트의 운반 방향에 반대 방향으로, 즉 역류 방향으로 재순환된 공기로서 리턴되고, 컨베이어 벨트의 운반 방향에 반대 방향의 지점에서, 즉 공기 공급 섹션 (재순환된 공기 (RL) 를 위한 공기 재순환 도관) 에서 건조기 세트업으로 다시 공급되는, 건조기 세트업에서 인출된 공기의 재순환을 의미하는 것으로 이해된다.
바람직하게, 그러나 비필수적으로, 벨트 건조기는 순환된 공기를 가이드하기 위한 공기 순환 벨트 건조기의 형태를 취하고, 벨트 건조기에서 컨베이어 벨트 상에 건조될 수성 폴리머 겔의 생성물 스트림 및 건조 공기의 공기 순환 스트림의 교차 레짐 (crossing regime) 이 예상된다.
교차 역류 유동은 벨트 건조기에서 컨베이어 벨트 상의 건조될 수성 폴리머 겔의 생성물 스트림 및 특히 순환 공기로서 건조 공기의 스트림의 교차 레짐 (교차 유동) 을 의미하는 것으로 이해된다. 이 맥락에서, 건조 공기는 인접한 환경에서 생성물 스트림에 반하여, 즉 벨트 건조기에서 컨베이어 벨트의 운반 방향에 반대 방향으로, 즉 벨트 건조기의 건조기 세트업 내에서 역류로, 말하자면, 특히 컨베이어 벨트 상의 건조될 수성 폴리머 겔과 계속 접촉하지만, 운반 방향에 반대 방향으로 가이드된다 (생성물 스트림에 반하여 건조 공기의 가이드, 역류).
일반적으로, 본 개념은 건조기 세트업, 특히 건조기의 배출 모듈에서 폴리머 입자들이 건조 케이크의 스트랜드 또는 시트의 분쇄시 운반되는 건조 케이크 물질의 나머지로부터 분리될 수 있다는 고려로부터 비롯된다. 실질적으로 건조된 폴리머 스트랜드 형태의 건조된 폴리머 겔은 그 후 벨트 건조기의 단부에서 분쇄기로 공급된다. 하지만, 이런 스트랜드 또는 시트를 분리하는 스테이지에서도, 건조된 폴리머 겔의 건조된 폴리머 입자들이 형성된다. 그런 경우에, 건조된 폴리머 입자들 일부는 분쇄된 건조된 폴리머 겔, 예를 들어 비교적 조대한 덩어리들의 형태를 취하고, 일부는 건조된 폴리머 겔의 불가피한 분쇄 잔류물의 형태를 취한다. 특히, 건조된 폴리머 겔의 분쇄 잔류물은 미세한 입자와 초미세한 입자를 포함한 미세한 폴리머 입자 분말로 이루어진다. 따라서, 건조된 폴리머 겔은 심지어 분쇄기 또는 유사한 파쇄기 앞에서도 적어도 부분적으로 이미 건조된 폴리머 입자들의 형태로 되어 있다.
특히 이런 종류의 폴리머 입자들이지만, 가능하다면 또한 다른 폴리머 입자들은 감소된 압력 때문에 공기 재순환 도관의 내부로 또는 컨베이어 벨트 그 자체를 통하여 공기 재순환 도관으로 운반될 수 있다. 따라서, 냉각 모듈들 및/또는 건조 모듈들과 같은, 내부에 연결된 내장품들의 방향으로 상기 내장품들까지 공기 재순환 도관에서 재순환된 공기로 이러한 폴리머 입자들을 또한 운반할 수 있다. 운반 방향으로 건조기 세트업을 통하여 수성 폴리머 겔의 운반 후, 배출 모듈에서 또는 운반 방향에 반대 방향으로 배출 모듈의 상류에서 벨트 건조기의 마지막 건조기 구역에서 물 흡수성 폴리머 입자들 형태의 운반된 물질은 비교적 경질의 점조도 (consistency) 및 비교적 낮은 수분 함량을 갖는다. 설정된 점조도 및 수분 함량은 분쇄 또는 그라인딩에 의해 운반된 물질의 추가 프로세싱을 허용하고, 평균적인 특정한 입자 크기 분포가 가능하고 바람직하다. 그럼에도 불구하고 동시에 형성되는 더 작은 입자들, 미립자들, 분진들, 미세한 분진들 및 초미세한 분진들, 특히 재순환을 통하여 언급된 수송의 결과로서 분쇄 중 발생하는 미세한 분진들과 초미세한 분진들은 위에서 언급한 내장품들 (냉각 모듈 및/또는 건조 모듈, 및 내부에 존재하는 임의의 가열 레지스터들 또는 공급 공기 가열기들) 에 도달할 수 있고 그것의 기능을 손상시키고 그리고/또는 그것을 차단할 수 있다. 보다 특히, 적어도 마지막 건조기 구역으로부터의 공기는 공급 공기 가열기들로 들어갈 수 있고 그 가열기들을 손상시키거나 차단할 수 있고, 그리고/또는 일반적으로 공기 재순환 도관 설비에서 축적을 통하여 공기 유동을 손상시킬 수 있다. 이것은 차단 및 부분 스티킹 (sticking) 이 가열 레지스터들 또는 공급 공기 가열기들과 같은 내장품들의 감소된 성능을 이끌 수 있고, 또는 일반적으로 증가된 압력 강하 및 결과적으로 생긴 공기 유동 감소 때문에 건조 효율성을 손상시키거나 생성물 특성에 영향을 미칠 수 있는 정도로 진행될 수 있다.
상기 개념에 대한 출발점은, 초흡수성 폴리머 형태의 생성물 스트림의 운반 방향에 반대 방향으로 공기 재순환을 갖는 제조 프로세스기 기본적으로 유리하고, 특히 개선된 에너지 효율을 이끌 수 있다는 점이다. 상기 개념은, 폴리머 입자들 및/또는 다른 입자들 (초미세한 입자들, 분진, 입자들) 이 효과적으로 공기 인출 도관으로 단지 감소된 정도로만 도입되고, 만일 그렇다면, 혼입된 폴리머 입자들 및/또는 다른 입자들 (초미세한 입자들, 분진, 입자들) 이 침전될 수 있는 상당한 정도로 공기 인출 도관의 단면 증가가 공기 인출 도관의 공기 제거 섹션의 단면을 증가시킬 수 있는 것으로 인식하였다. 공기 인출 도관에서 공기 인출 라인은 건조기 세트업으로부터, 컨베이어 벨트 위 또는 아래에서, 재순환된 공기로서 공기를 인출하고 공기 유동 방향에 대해 하류 방향으로 인출된 재순환된 공기를 공기 재순환 도관의 방향으로, 특히 공기 인출 도관의 출구 섹션의 방향으로, 그리고 추가로 공기 재순환 도관의 공기를 공급하는 공기 공급 섹션으로, 특히 선택적으로 가열 레지스터들, 열교환기들, 환열기들 등과 같은 내장품들을 통하여, 바람직하게 흡입기, 압축기, 컨베이어, 벤틸레이터 (ventilator) 등 및 다른 내장품들과 같은 재순환된 공기를 위한 하나 이상의 운반 수단에 의해 가이드하는 역할을 한다.
공기 유동 방향에 대한 공기 인출 라인의 상류 섹션은 공기 유동 방향에 대한 상류 유량과 인출된 공기를 수용하기 위한 단면을 갖는다. 공기 유동 방향에 대한 공기 인출 라인의 하류 섹션은, 상기 개념에 따라, 공기 유동 방향에 대해 증가된 하류 단면을 가져야 한다.
바람직한 제 1 변형예에서, 공기 인출 도관의 적어도 공기 제거 섹션에서 재순환된 공기가 일반적으로 감소된 유량으로, 특히 공기 유동 방향에 대해 공기 인출 라인의 상류 단면에서보다 낮은 감소된 유량으로 그리고/또는 흡입 섹션에서 흡입률로 제거되도록 공기 인출 도관의 공기 제거 섹션에서 단면 증가가 제공된다. 상기 개념에 따르면, 이것은 제 1 변형예에 따른 폴리머 입자들 및 다른 입자들의 추가 수송을 회피한다.
제 2 변형예에서, 흡입 섹션에서 흡입률은 이미 낮고, 특히 상당히 낮아진다. 이 경우에, 특히 상기 의미에서 상당한 단면 증가 때문에, 감소된 유량은 공기 유동 방향에 대해 공기 인출 라인의 하류 단면에서보다 상당히 더 낮다. 그러면, 상기 개념에 따라, 후자는 이미 제 2 변형예에 따른 폴리머 입자들 및 다른 입자들의 감소된 흡입을 이끈다.
전체적으로, 상기 개념은 단면 증가로 정지 압력 증가 또는 재순환된 공기, 특히 인출된 공기의 유량의 감소가 존재한다는 사실을 이용한다. 따라서, 정지 압력 및 혼입된 입자들의 중량은 그러면 공기 인출 도관에서 - 특히 공기 인출 라인의 수직 라인 섹션에서 - 운동 유동 에너지에 비해 우세하고 입자들은 재순환된 공기의 스트림으로부터 떨어진다.
환언하면, 공기 인출 도관에서 - 특히 공기 인출 라인의 수직 라인 섹션에서 - 유량은, 결과적으로 혼입된 입자들에 작용하는 저항이 중력에 의해 극복되고 혼입된 입자들이 떨어질 정도로 감소한다. 따라서, 비교적 매우 다양한 유량으로, 특히 공기 인출 라인의 상기 섹션에서 저하된 유량으로 공기 인출 라인을 따라 재순환된 공기의 유동을 제공하는 것이 바람직하다. 따라서, 재순환된 공기의 유동에서 큰 입자 크기 (그러므로 높은 중량) 를 가지는 입자들은 (예를 들어 제 1 변형예에 따라) 심지어 대응하여 낮은 유량에서도 침전되고 그리고/또는 (예를 들어 제 2 변형예에 따라) 심지어 공기 인출 도관으로 전혀 도입되지 않는다. 비록 매우 작은 입자 크기 (그러므로 매우 낮은 중량) 를 가지는 입자들이 공기 인출 도관으로 원칙적으로 들어갈 수 있고 들어갈 가능성이 더 클지라도, 이 입자들은 심지어 비교적 낮은 유량에서도 공기 제거 섹션의 단면 증가 영역에서 침전된다. 유량이 더 낮을수록, 심지어 물 흡수성 폴리머 입자 생성물의 초미세한 분진들이 침전될 가능성이 더 크다. 더욱이, 흡입 섹션에서 흡입률이 더 낮을수록, 더 적은 입자들이 공기 인출 도관으로 들어간다.
개선예의 맥락에서, 공기 인출 도관 및/또는 공기 재순환 도관에서 재순환된 공기를 위한 운반 수단에서 유량의 값은, 전체 단면의 증가 및/또는 공기 인출 도관의 공기 제거 섹션에서 단면 증가로 유량의 감소 및/또는 공기 인출 도관의 흡입 섹션에서 이미 감소된 흡입률 때문에 공기 인출 도관에서 일반적으로 감소된 유량에 대해 기준 파라미터를 형성하도록 이용될 수 있다.
예를 들어, (예를 들어 도 6e 에 의해 설명한 대로) 흡입 섹션의 라인 흡입 영역에서 적합한 단면 증가에 의해 공기 인출 도관 및/또는 공기 재순환 도관에서 재순환된 공기를 위한 운반 수단에서 유량의 50% 미만으로 공기 인출 도관의 흡입 섹션에서 재순환된 공기의 흡입률을 낮출 수 있을 것이다. 예를 들어, (예를 들어 도 6a 내지 도 6f 에 의해 설명한 대로) 공기 제거 섹션에서, 특히 라인 흡입 영역에서 적합한 단면 증가에 의해 공기 인출 도관 및/또는 공기 재순환 도관에서 재순환된 공기를 위한 운반 수단에서 유량의 50% 미만으로 공기 인출 도관의 공기 제거 섹션에서, 특히 라인 흡입 영역에서 단면 증가로 유량을 낮출 수 있을 것이고, 그것은 흡입 섹션에서 흡입률보다 더 낮을 수 있다.
보다 특히, 벨트 건조기는 적용 모듈, 다수의 건조 모듈들 및 배출 모듈을 가지는 모듈식 벨트 건조기이고, 여기서 수성 폴리머 겔은 다수의 건조 모듈들에서 모듈식 벨트 건조기에 의해 건조되고 공기 인출 도관에서 재순환된 공기는 배출 모듈의 상류에서 제거된다. 이러한 구성의 모듈식 벨트 건조기는 제조 요건의 특징과 특히 유연하게 부합될 수 있다.
보다 특히, 재순환된 공기는 운반 방향으로 마지막 건조기 구역 및/또는 운반 방향으로 건조기 세트업의 하류 영역에서의 다른 건조기 구역에서 제거되고, 공기 인출 도관의 섹션은 유동을 위해 마지막 건조기 구역 및/또는 다른 건조기 구역에 연결된다. 운반 방향으로 마지막 건조기 구역은 바람직하게 배출 모듈 앞에서 운반 방향으로 마지막 건조기 모듈에 의해 형성된다. 보다 특히, 공기 인출 도관의 섹션이 냉각 구역, 환언하면 물 흡수성 폴리머 입자들이 그것이 들어가는 것보다 더 차가운 온도에서 나가는, 물 흡수성 폴리머 입자들로 열의 입력 없이 형성된 건조기 구역에 연결되는 것이 유리하다는 것을 발견하였다. 공기 제거 섹션은 유리하게도 공기 인출 도관에 통합될 수 있고 그리고/또는 유동 연결 방식으로 공기 재순환 도관에 연결될 수 있다.
특히 바람직한 개선예에서, 공기 인출 도관의 섹션은 공기 인출 라인의 수직 라인 섹션에 의해 형성되고, 여기에서 공기 인출 라인의 수직 라인 섹션은 하나 이상의 단면이 증가하는 공기 가이드 수단의 형태로 단면 증가를 갖는다. 특히 공기 재순환 도관에서 공기 인출 라인의 수직 라인 섹션에서, 혼입된 입자들의 중량이 특히 중요하여서, 상기 입자들은 단면 증가의 결과로서 공기 유동의 감소된 운동 에너지로 재순환된 공기의 유동에서 떨어지고; 환언하면, 상기 입자들은 더이상 함께 혼입될 수 없고 또는 운반될 수 없다. 결과적으로, 중력-지원 입자 재순환은 특히 유리한 방식으로 효과적일 수 있다. 보다 특히, 공기 인출 라인의 수직 라인 섹션은 운반 방향으로 마지막 건조기 구역, 특히 마지막 건조 모듈에 연결된다.
하지만, 섹션은 또한 공기 인출 라인 및/또는 공기 재순환 라인의 수직 및/또는 수평 라인 섹션에 의해 공기 인출 도관 및/또는 공기 재순환 도관의 부분으로서 형성될 수도 있고, 여기에서 공기 인출 라인 및/또는 공기 재순환 라인의 수직 및/또는 수평 라인 섹션은 하나 이상의 단면이 증가하는 공기 가이드 수단의 형태로 단면 증가를 갖는다. 원칙적으로, 섹션은 임의의 방향으로 뻗어있는 공기 인출 라인 및/또는 공기 재순환 라인의 라인 섹션에 의해 공기 인출 도관 및/또는 공기 재순환 도관의 부분으로서 형성될 수도 있다.
단면이 증가하는 공기 가이드 수단은 원칙적으로 라인 섹션의 하류 단면에서 재순환된 공기의 유량이 상류 단면에서 재순환된 공기의 유량과 비교해 감소되도록 라인 섹션의 하류 단면을 라인 섹션의 상류 단면으로 확장시키기 위해서 형성된 라인 섹션의 구성 및/또는 기하학적 구조를 의미하는 것으로 이해된다. 일반적으로, 공기 가이드 수단은, 이 목적으로, 베르누이 원리에 따라 유량의 감소를 달성하도록 적합한 방식으로 재순환된 공기의 유동 경로를 제한한다.
원칙적으로, 단면 증가를 갖는 - 즉, 하나 이상의 단면이 증가하는 공기 가이드 수단의 연결부를 갖는 - 공기 인출 도관의 섹션은 컨베이어 벨트 위 또는 컨베이어 벨트 아래 레벨에 배치된 하나 이상의 단면이 증가하는 공기 가이드 수단의 형태로 단면이 증가하는 공기 인출 라인의 라인 섹션에 의해 형성될 수 있다.
바람직하게 컨베이어 벨트 위에서 적어도 하나의 바이패스 라인, 적어도 하나의 침전 챔버 및/또는 적어도 하나의 원심 분리기 형태의 단면이 증가하는 공기 가이드 수단의 연결부가 단지 구성상 이유 때문에 적합하다. 공기 인출 도관으로 증가된 단면의 공기 입구 또는 유사한 흡인 영역으로서, 큰 단면의 라인 흡입 영역 형태의, 예를 들어 공기 인출 라인에서 실린더형 유동 채널 또는 원추형으로 넓어진 유동 채널 형태의, 단면이 증가하는 공기 가이드 수단의 연결부가 바람직하게 컨베이어 벨트 아래에 형성되고; 보다 특히, 큰 단면의 라인 흡입 영역은 증가된 단면의 흡입 영역을 형성하기 위해 흡입 섹션에 배치될 수도 있다. 공기 가이드 수단은 벨트 위에 연결될 수도 있다. 공기 가이드 수단은 또한 벨트 아래에 연결될 수도 있고 특히 공기가 건조기 세트업의 하우징 내에서 순환하여서 혼입된 입자들을 갖는 공기 체적 유동이 이미 아래로 이동되므로 가능하다.
보다 바람직하게, 단면 증가를 갖는 공기 제거 섹션은 특히 마지막 건조기 구역에서, 특히 운반 방향으로 마지막 건조 모듈, 엔드 모듈에서 공기 인출 라인의 라인 섹션에 의해 형성된다. 뒤따르는 공기 가이드 수단의 바람직한 개선 변형예들은 바람직하게 단독으로 구현되거나 그렇지 않으면 조합하여 구현될 수 있다.
특히 바람직한 제 1 개선 변형예에서, 공기 가이드 수단은 단면 증가를 갖는 제 1 공기 제거 섹션의 형성을 위해 공기 인출 라인의 라인 섹션에 대한 적어도 하나의 제 1 바이패스 라인의 연결에 의해 형성되고, 여기에서 적어도 하나의 제 1 바이패스 라인은 특히 컨베이어 벨트 위에서 건조기 세트업으로부터 공기를 인출하도록 설계된다. 바람직하게, 공기 인출 라인은 제 1 스로틀 및/또는 제 2 스로틀을 가지고 그리고/또는 공기 재순환 라인은 전체 스로틀을 갖는다. 이 변형예는 비교적 낮은 레벨의 구성의 복잡성을 가지고 구현될 수 있다. 보다 특히, 스로틀들에 의해 비교적 유연하게 재순환된 공기의 유동을 조절할 수 있다. 그러므로, 제 1 변형예에서, 공기 유동 방향에 대한 상류 단면은 적어도 하나의 내부 바이패스의 부가적 단면에 의해 형성된다. 이것은 공기가 건조된 물 흡수성 폴리머 입자들의 생성물의 베드를 통하여 가이드되었기 때문에, 재순환된 공기로 이동된 이 공기가 실제로 내부에서 가열되고 이미 여과되었기 때문에 유리하다. 특히 건조기 세트업으로부터 공기를 인출하기 위해 1 개, 2 개 이상의 제 1 바이패스 라인들을 제공할 수 있다. 보다 특히, 하나 이상의 스로틀은 레귤레이터 스로틀로서 구성된다.
특히 바람직한 제 2 개선 변형예에서, 공기 가이드 수단은 단면 증가를 갖는 제 2 공기 제거 섹션의 형성을 위해 공기 인출 라인의 라인 섹션에 대한 적어도 하나의 제 2 바이패스 라인의 연결에 의해 형성되고, 여기에서 적어도 하나의 제 2 바이패스 라인은 환경으로부터, 특히 컨베이어 벨트 위에서 푸레쉬 (fresh) 공기의 공급을 위해 설계된다. 바람직하게, 공기 인출 라인은 제 1 스로틀을 가지고 그리고/또는 공기 재순환 라인은 전체 스로틀 및/또는 공기 공급 스로틀을 갖는다. 이 변형예는 마찬가지로 비교적 낮은 레벨의 구성의 복잡성을 가지고 구현될 수 있고 부가적으로 공기 재순환 도관으로 푸레쉬 공기의 유입을 가능하게 한다. 보다 특히, 스로틀들에 의해 비교적 유연하게 재순환된 공기의 유동을 조절할 수 있다. 제 2 변형예에서, 공기 유동 방향에 대한 하류 단면은 바람직하게 외부 바이패스의 부가적 단면이다. 이것은 (냉기가 공급되고 있고 운반되는 가열된 공기 양의 감소가 있기 때문에) 에너지 효율의 관점에서 최적이 아니지만, 원칙적으로 또한 가능하다. 특히 환경으로부터 푸레쉬 공기의 공급을 위해 1 개, 2 개 이상의 제 2 바이패스 라인들을 제공할 수 있다. 보다 특히, 하나 이상의 스로틀들이 레귤레이터 스로틀들로서 구성된다.
따라서, 제 1 형태의 하나 이상의 단면 증가 방안들은 적어도 하나의 바이패스에 관한 것이다. 재순환된 공기를 위한 내부 바이패스 또는 외부 바이패스는 공기 유동 방향에 대한 공기 인출 라인의 상류 부분에서, 즉 수직 공기 인출 라인인 경우에 바닥에서 유량을 감소시키는 역할을 하고; 환언하면, 입자들은 제 1 장소에서 흡입되지 않는다.
바람직하게, 공기 재순환 도관은 바이패스를 가지고, 상기 바이패스는 재순환된 공기가 제거되도록 구성된다. 보다 특히, 이것은 공기 재순환 도관을 따라 가변 및/또는 변동 유량을 유발할 수 있지만 반드시 그럴 필요는 없다. 상기 개선예에 대한 출발점은, 바이패스가 전체 공기 스트림의 재순환을 위해 입구 오리피스에서 달라질 수 있다는 점이다. 바람직하게, 그러나 비필수적으로, 바이패스는 또한 그것의 단면이 달라질 수도 있고 그러므로 그것은 입자들의 침전을 달성하기 위해서 일반적으로 유량에 영향을 미칠 수 있다. 바람직한 개선예에서, 가변적 단면 증가 또는 유량 감소는 프로세스 파라미터들에 따라 재순환된 공기의 재순환 또는 침전 프로세스에 영향을 미치는 것을 가능하게 한다.
바람직하게, 공기 인출 도관은 가변적 단면 증가를 갖는 적어도 하나의 바이패스 라인을 가지는 공기 인출 라인을 포함한다. 이 개선예는 부가적 바이패스 라인을 가지는 공기 인출 라인을 유발하고; 이것은 가변 유량을 설정하기 위해서 특히 유리하다. 가변적 단면 증가는 순환 공기 중 미세한 분진들의 회피에 대해 재순환 프로세스를 적극적으로 조절하는 것을 가능하게 한다. 벌크 (bulk) 밀도 또는 존재하는 입자 크기에 따라, 따라서 입자들이 혼입되지 않게 유량을 감소시키도록 대응하는 단면들을 조절할 수 있다.
제 2 형태의 하나 이상의 단면 증가 방안들은 입자들의 침전을 촉진하거나 야기하는 침전 영역 또는 유사한 구성 요소에 관한 것이다.
특히 바람직한 제 3 개선 변형예에서, 공기 가이드 수단은, 특히 컨베이어 벨트 위에서, 단면 증가를 갖는 제 3 공기 제거 섹션의 형성을 위해 공기 인출 라인에서 적어도 하나의 침전 챔버 또는 적어도 하나의 원심 분리기의 연결에 의해 형성된다. 바람직하게, 공기 인출 라인은 제 1 스로틀을 가지고 그리고/또는 공기 재순환 라인은 전체 스로틀을 갖는다. 이 변형예는 다소 더 높은 레벨의 구성의 복잡성을 가지고 구현될 수 있고 공기 인출 라인에서 재순환된 공기로부터 입자들의 매우 효과적이고 조절가능한 중력-기반 분리를 가능하게 한다. 보다 특히, 스로틀들에 의해 재순환된 공기의 유동을 부가적으로 조절할 수 있다. 혼입된 폴리머 입자들을 침전시킬 수 있도록, 원심 분리기는 바람직하게 특히 제어가능한 방식으로 구성된다. 원심 분리기들은 또한 다른 명칭들 중에서 사이클론으로 불린다. 또한 침전 챔버를 이용할 수 있다. 이것은 자체 유량 및 분리기의 대응하는 구성 배치에 의해 공기를 회전 운동시키는 것을 포함한다. 입자들에 작용하는 원심력은 입자들을 반경방향으로 바깥쪽으로 가속시키고, 그 결과 입자들은 분리되고 안쪽으로 가이드되어 제거된다. 사이클론은 특히 설치에 대해 유리한데, 왜냐하면 폴리머 겔의 피스들의 연관된 분쇄와 함께 편향 롤에서 초미세한 폴리머 입자들의 발생을 증가시킬 수 있기 때문이다. 컨베이어 벨트 위, 특히 컨베이어 벨트의 편향 롤 위 배출 모듈은 재순환 및/또는 공기 순환 라인들, 가열 레지스터들 등에 대해 재순환된 공기 스트림들 또는 기능 모드에 지나치게 영향을 미치지 않으면서 추가 구성 요소를 도입하는 옵션을 제공한다. 보다 특히, 하나 이상의 스로틀들은 레귤레이터 스로틀들로서 구성된다.
특히 바람직한 제 4 개선 변형예에서, 공기 가이드 수단은 특히 컨베이어 벨트 아래에서 단면 증가를 갖는 제 4 공기 제거 섹션의 형성을 위해 공기 인출 라인에서 큰 단면, 예를 들어 실린더형, 타원형, 각형, 특히 정사각형 또는 직사각형, 유동 채널 및/또는 확장 유동 채널 형태의 적어도 하나의 라인 흡입 영역의 연결에 의해 형성된다. 특히, 공기 인출 라인은 제 1 스로틀을 가지고 그리고/또는 공기 재순환 라인은 전체 스로틀을 갖는다. 이 변형예는 매우 낮은 레벨의 구성의 복잡성을 가지고 구현될 수 있고, 그것은 이미 공기 인출 라인에서 입자들의 흡입 저하를 가능하게 한다. 보다 특히, 부가적으로 스로틀들에 의해 재순환된 공기의 유동을 유연하게 조절할 수 있다. 따라서, 제 4 변형예는 공기 인출 라인의 확대에 의해 하나 이상의 단면이 증가하는 방안들에 관한 것이다. 보다 특히, 하나 이상의 스로틀들은 레귤레이터 스로틀들로서 구성된다.
추가 개선예에서, 공기 인출 도관은 공기 가이드 수단 및 스로틀을 가지고, 특히 컨베이어 벨트 아래에서 바이패스 라인 및/또는 제 1 스로틀을 가지고 그리고/또는 컨베이어 벨트 위에 제 2 스로틀을 가지는 공기 인출 라인을 포함한다. 스로틀은 적극적 조정을 위한 스로틀 밸브를 가질 수도 있다. 이런 유리한 개선예는, 이미 가변적 단면 증가를 이룰 수 있는 바이패스 라인 뿐만 아니라, 공기 인출 도관에 의해 전체 공기의 유량을 조정할 수 있는 부가적 장치를 가질 수도 있다. 공압 운반 시스템에 스로틀 밸브들 또는 유사한 스로틀들의 도입을 통하여, 유량을 조절할 수 있다. 보다 특히, 벨트 건조기의 건조기 세트업에 스로틀을 장착하는 경우에, 스로틀-조절가능한 밸브 개구는 혼입된 입자들을 침전하기 위한 부가적 방안을 구성할 수 있다. 입자들은 바이패스 라인의 하부 영역에 침전될 수 있고 그런 경우에 공기 인출 라인을 통하여 가열 레지스터 안으로 안내되지 않는다. 컨베이어 벨트 위 및/또는 아래 가이드된 스로틀 개구에 의해, 설정될 유량 또는 미세한 분진들에 대해 부가적인 최적화를 달성할 수 있다.
바람직하게, 순환 공기는 운반 방향으로 마지막 건조기 구역을 포함한 다수의 건조기 구역들에서 폴리머 겔을 통하여 순환된다. 원칙적으로, 폴리머 겔을 통하여 바닥으로부터 위쪽으로 향하는 순환 공기의 순환 방향이 유리한데, 이것은 여과 효과를 가져서 공기 인출 도관에서 미세한 분진의 출력이 감소될 수 있기 때문이다. 따라서, 제조 프로세스는 최소 입자 출력으로 최적화된 공기 제거를 가능하게 할 수 있다.
보다 특히, 순환 공기는 공기 인출 도관에 의해 운반 방향으로 마지막 건조기 구역으로부터 재순환된 공기로서 적어도 부분적으로 제거된다. 환언하면, 순환 공기는 운반 방향으로 특히 마지막 건조기 구역에서 폴리머 겔을 통하여 순환된다. 순환 공기의 순환을 위해, 마지막 건조기 구역은 적어도 하나의 공기 순환 벤틸레이터를 갖는다. 마지막 건조기 구역은 또한 푸레쉬 공기를 위한 공급 라인 및 폐 공기를 위한 제거 라인을 가질 수도 있다. 마지막 건조기 구역은 또한 재순환된 공기를 인출하기 위해서 순환 공기의 제거를 위한 적어도 하나의 공기 제거 도관에 연결될 수도 있다. 마지막 건조기 구역에서 공기를 순환시키는 공기 순환은 폴리머 겔을 통하여 주위 공기의 일부로 가능하고, 순환된 공기는 공기 인출 도관으로의 재순환된 공기와 적어도 부분적으로 제거가능하도록 공기 순환 벤틸레이터는 바람직하게 구성된다.
바람직하게, 마지막 건조기 구역에서, 순환 공기는, 그것이 열교환기 없이 폴리머 겔을 통하여 순환하도록 주위 공기의 일부와 순환된다. 순환된 공기는 또한 생성물로부터 상당한 양의 잔류 수분를 배출할 수 있는 능력에 기여하고; 이 맥락에서는, 천공 컨베이어 벨트, 그리고 바람직하게 또한 스트랜드의 형태로 벨트에 놓여있는 건조된 폴리머 겔 - 즉, 부분적으로 건조된 폴리머 겔 및 건조 케이크의 건조된 폴리머 겔 및 내부에 존재하는 "건조된 폴리머 입자들" - 은 일종의 필터로서 역할을 하고, 순환을 통하여 발생할 수 있는 건조된 폴리머 겔의 미세분 및 미세한 분진들은 상부 컨베이어 벨트에 남아있고 컨베이어 벨트의 편향 롤에서 배출 모듈에서 단지 배출된다. 특히, 유량 면에서 순환 공기를 설정하는 것이 유리한 것으로 발견되었다. 제공된 건조율 또는 온도와 또한 컨베이어 벨트 상의 건조된 폴리머의 물질 두께는 배출 모듈에 형성된 입자들, 특히 초흡수성 폴리머의 분쇄 또는 파쇄시 형성된 입자들에 대해 역할을 할 수도 있다.
개선예는 물 흡수성 폴리머 입자들의 연속 건조를 위해 벨트 건조기로부터 진행되고; 이 경우에, 벨트 건조기는 적용 모듈 및 배출 모듈 앞 마지막 건조기 구역, 특히 엔드 모듈에 의해 형성된 마지막 건조기 구역을 포함한다. 바람직하게, 엔드 모듈은 적어도 하나의 공기 순환 벤틸레이터 및 적어도 하나의 공기 인출부를 가지고; 이것은 엔드 모듈에서 공기를 순환시키는 순환을 형성하는 것이다. 순환 공기가 엔드 모듈에서 폴리머 겔을 통하여 주위 공기의 일부와 순환하도록 공기 순환 벤틸레이터가 바람직하게 구성된다. 게다가, 순환된 공기가 공기 인출 도관으로 제거되는 것이 바람직하다. 여기에서, 순환 공기가 처음에는 엔드 모듈에서 또는 마지막 건조기 구역으로 할당된 것에서 순환되는 것이 특히 유리하다는 것을 발견하였다.
바람직하게, 재순환된 공기에 혼입된 폴리머 입자들, 특히 또한 초미세한 폴리머 입자들이 침전될 수 있도록 재순환된 공기의 유량을 감소시키도록 구성되는, 특히 공기 인출 라인 내 또는 그것에 연결된 침전 영역을 공기 인출 도관이 갖는다. 보다 특히, 침전 영역은 상기 입자들이 건조 프로세스로 재순환가능하도록 선택된다. 이 개선예에 대한 출발점은, 공기 인출 라인 내 또는 그것에 연결된 정정 (calmed) 구역이 공기 인출 도관에서, 특히 공기 인출 라인에서 재순환된 공기의 유동에 대해 제로 유동까지 유량을 변화시키는 옵션을 제공하는 사상이다. 심지어 매우 가벼운 초미세한 입자들의 침전도 가능하게 된다. 예를 들어 침전 챔버 형태의 침전 영역은 또한 재순환된 공기의 유량에 간접적으로 영향을 미치는 옵션을 제공한다.
바람직하게, 공기 재순환 도관, 특히 공기 인출 도관, 특히 공기 인출 라인은 적어도 하나의 필터 요소를 갖는다. 필터 요소는, 입자 크기 면에서 미세한 분진들에 대한 부가적 필터가 다른 구성 방안의 대안으로서 또는 부가적으로 유리하다면 입자들을 포획하는 수단이다. 모든 미세한 분진들이 침전하도록 유량을 감소시키지 않으면서 상승된 양의 공기가 재순환되어야 하는 프로세스 파라미터들의 경우에, 이 개선예는 공기 재순환 도관 내 가열 레지스터들에서 초미세한 입자들의 감소를 가능하게 한다.
공기 가이드 수단의 연결부의 영역 - 특히 제 1 또는 제 2 바이패스 라인, 침전 챔버 또는 원심 분리기, 또는 큰 단면, 예를 들어 실린더형, 타원형, 각형, 특히 정사각형 또는 직사각형, 유동 채널 및/또는 확대 디퓨저, 퍼널 또는 유사한 유동 채널 형태의 라인 흡입 영역, 특히 또한 침전 영역 또는 필터 - 에서 공기 스트림에서 분리되거나 석출되는 입자들은 다양한 방식으로 처리될 수도 있다. 상기 입자들은 직접 생성물 스트림으로 되돌아갈 수 있고, 즉, 예를 들어, 벙커 안으로, 예를 들어 직접 원심 분리기 밖으로 떨어질 수 있다. 상기 입자들은 처음에 또는 영구히 프로세스 밖으로 이동될 수 있고, 즉 "빅백 (bigbag)" 등과 같은 트랩으로 떨어질 수 있고; 상기 입자들은 그 후 선택적으로 다시 공급될 수 있다. 상기 입자들은 생성물 스트림의 일부가 되지 않으면서 프로세스 내에서 유지될 수 있고; 이것은 입자들이 처음에는 재순환되는 데드 공간 (dead space) 을 세정하고 그 후, 해당되는 경우, 입자들을 다시 공급하는 것을 수반한다.
상기 개념은 특히:
- 수성 폴리머 겔을 제공하기 위해서 중합 하에 모노머 용액 또는 현탁액을 프로세싱하는 단계,
- 벨트 건조기에서 수성 폴리머 겔을 건조시키는 단계를 포함하는 제조 프로세스로 구현될 수 있고, 여기에서
벨트 건조기는 순환 수송 벨트를 가지고 수성 폴리머 겔은 수송 벨트에서 운반된다.
여기에서
- 수송 벨트는 관절식 (articulated) 구성의 관절식 라인에서 분리된 다수의 벨트 플레이트들을 가지는 플레이트 컨베이어 벨트의 형태를 취하고, 여기서 각각의 벨트 플레이트는 수성 폴리머 겔을 수용하기 위한 표면을 가지는 경우가 바람직하다.
보다 특히, 이 제조 프로세스는 가교결합된 수성 폴리머 겔을 제공하기 위해서 중합 하에 모노머 용액 또는 현탁액을 프로세싱하는 것을 포함할 수도 있다.
특히 유리한 개선예의 맥락에서, 본 발명의 개념 또는 그것의 개선예들 중 하나는 초흡수제들을 위한 특정 제조 프로세스, 특히 초흡수제들용 폴리머 겔을 위한 특정 제조 프로세스에 특히 유리하고, 이것은 이하 몇 가지 개선예들로 기술되고 일부 WO 2006/100300 A1 에서 또한 설명되고, 이것의 개시 내용은 이로써 참고로 본 출원의 개시 내용에 원용된다는 점을 인식하였다.
보다 특히, 이것은
a) 산 기들을 가지고 적어도 부분적으로 중화될 수도 있는 적어도 하나의 에틸렌계 불포화된 모노머,
b) 적어도 하나의 가교결합제,
c) 적어도 하나의 개시제,
d) a) 에 언급된 모노머들과 공중합가능한 선택적으로 하나 이상의 에틸렌계 불포화된 모노머들 및 선택적으로 하나 이상의 물에 용해되는 폴리머들을 포함하는 모노머 용액 또는 현탁액의 중합에 의해 물 흡수성 폴리머 입자들을 제조하기 위한 제조 프로세스에 관한 것이다.
물 흡수성 폴리머 입자들은 모노머 용액 또는 현탁액의 중합에 의해 제조되고 물 불용성이다.
모노머들 a) 는 바람직하게 물에 용해되고, 즉 23 ℃ 에서 물 속에서 모노머의 용해도는 전형적으로 적어도 1 g/100 g 의 물, 바람직하게 적어도 5 g/100 g 의 물, 보다 바람직하게 적어도 25 g/100 g 의 물, 가장 바람직하게 적어도 35 g/100 g 의 물이다.
적합한 모노머들 a) 는, 예를 들어, 에틸렌계 불포화된 카르복실산, 예로 아크릴산, 메타크릴산 및 이타콘산이다. 특히 바람직한 모노머들은 아크릴산 또는 메타크릴산 및/또는 그것의 염이다. 아크릴산 및/또는 그것의 염이 매우 특히 바람직하다.
또한 적합한 모노머들 a) 는, 예를 들어, 에틸렌계 불포화된 술폰산, 예로 스티렌술폰산 및 2-아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산 (AMPS), 및/또는 그것의 염이다.
불순물은 중합에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 따라서 사용된 원료는 최대 순도를 가져야 한다. 따라서, 특히 모노머들 a) 를 정제하는 것이 종종 유리하다. 적합한 정제 프로세스들은, 예를 들어, WO 2002/055469 A1, WO 2003/078378 A1 및 WO 2004/035514 A1 에서 기술된다. 적합한 모노머 a) 는, 예를 들어, WO 2004/035514 A1 에 따라 정제되고 99.8460 중량% 의 아크릴산, 0.0950 중량% 의 아세트산, 0.0332 중량% 의 물, 0.0203 중량% 의 프로피온산, 0.0001 중량% 의 푸르푸랄, 0.0001 중량% 의 무수 말레인산, 0.0003 중량% 의 디아크릴산 및 0.0050 중량% 의 히드로퀴논 모노메틸 에테르를 포함한 아크릴산이다.
모노머들 a) 의 총량 중 아크릴산 및/또는 그것의 염의 비율은 바람직하게 적어도 50 mol%, 보다 바람직하게 적어도 90 mol%, 가장 바람직하게 적어도 95 mol% 이다.
모노머들 a) 는 저장 안정제들로서, 중합 억제제들, 바람직하게 히드로퀴논 모노에테르를 포함한다.
모노머 용액은, 바람직하게, 각각의 경우에 미중화 모노머 a) 를 기반으로, 최대 250 중량ppm, 바람직하게 최대한으로 130 중량ppm, 보다 바람직하게 최대한으로 70 중량ppm, 바람직하게 적어도 10 중량ppm, 보다 바람직하게 적어도 30 중량ppm, 특히 대략 50 중량ppm 의 히드로퀴논 모노에테르를 포함한다. 예를 들어, 모노머 용액은 적절한 함량의 히드로퀴논 모노에테르를 갖는 산 기들을 가지는 에틸렌계 불포화된 모노머를 사용함으로써 제조될 수 있다.
바람직한 히드로퀴논 모노에테르는 히드로퀴논 모노메틸 에테르 (MEHQ) 및/또는 알파-토코페롤 (비타민 E) 이다.
적합한 가교결합제들 b) 는 가교결합에 적합한 적어도 2 개의 기들을 가지는 화합물들이다. 이러한 기들은, 예를 들어, 폴리머 쇄로 자유 라디칼 중합될 수 있는 에틸렌계 불포화된 기들, 및 모노머 a) 의 산 기들과 공유 결합을 형성할 수 있는 관능기들이다. 게다가, 모노머 a) 의 적어도 2 개의 산 기들과 배위 결합을 형성할 수 있는 다가 금속 염들은 또한 가교결합제들 b) 로서 적합하다.
가교결합제들 b) 는 바람직하게 폴리머 네트워크로 자유 라디칼 중합될 수 있는 적어도 2 개의 중합가능한 기들을 가지는 화합물들이다. 적합한 가교결합제들 b) 는, 예를 들어, EP 0 530 438 A1 에 기술한 바와 같은, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 알릴 메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리알릴아민, 염화 테트라알릴암모늄, 테트라알릴옥시에탄, EP 0 547 847 A1, EP 0 559 476 A1, EP 0 632 068 A1, WO 93/21237 A1, WO 2003/104299 A1, WO 2003/104300 A1, WO 2003/104301 A1 및 DE 103 31 450 A1 에 기술한 바와 같은, 디- 및 트리아크릴레이트, 혼합된 아크릴레이트이고 이것은 아크릴레이트 기들 뿐만 아니라 DE 103 31 456 A1 및 DE 103 55 401 A1 에 기술한 바와 같은 추가 에틸렌계 불포화된 기들, 또는, 예를 들어, DE 195 43 368 A1, DE 196 46 484 A1, WO 90/15830 A1 및 WO 2002/032962 A2 에서 기술한 바와 같은 가교결합제 혼합물들을 포함한다.
바람직한 가교결합제들 b) 는 펜타에리스리틸 트리알릴 에테르, 테트라알릴옥시에탄, 메틸렌비스메타크릴아미드, 15-투플라이 에톡실레이티드 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 및 트리알릴아민이다.
매우 특히 바람직한 가교결합제들 b) 는, 예를 들어, WO 2003/104301 A1 에서 기술한 대로, 디- 또는 트리아크릴레이트를 제공하기 위해서 아크릴산 또는 메타크릴산으로 에스테르화된 폴리에톡실레이티드 및/또는 프로폭실레이티드 글리세롤이다. 3- 내지 10-투플라이 에톡실레이티드 글리세롤의 디- 및/또는 트리아크릴레이트가 특히 유리하다. 1- 내지 5-투플라이 에톡실레이티드 및/또는 프로폭실레이티드 글리세롤의 디- 또는 트리아크릴레이트가 매우 특히 바람직하다. 3- 내지 5-투플라이 에톡실레이티드 및/또는 프로폭실레이티드 글리세롤의 트리아크릴레이트, 특히 3-투플라이 에톡실레이티드 글리세롤의 트리아크릴레이트가 가장 바람직하다.
가교결합제 b) 의 양은, 각각의 경우에 모노머 a) 를 기반으로, 바람직하게 0.05 중량% ~ 1.5 중량%, 보다 바람직하게 0.1 중량% ~ 1 중량%, 가장 바람직하게 0.2 중량% ~ 0.5 중량% 이다. 가교결합제 함량이 상승함에 따라, 원심분리 보유 용량 (CRC) 은 떨어지고 21.0 g/㎠ 의 압력 하에 흡수는 최대치를 통과한다.
사용된 개시제들 c) 는 중합 조건들 하에 자유 라디칼을 발생시키는 모든 화합물들, 예를 들어 열 개시제들, 산화환원 개시제들 또는 광 개시제들일 수도 있다. 적합한 산화환원 개시제들은 페록소이황산 나트륨/아스코르브산, 과산화수소/아스코르브산, 페록소이황산 나트륨/아황산수소나트륨 및 과산화수소/아황산수소나트륨이다. 페록소이황산 나트륨/과산화수소/ 아스코르브산과 같은, 열 개시제들 및 산화환원 개시제들의 혼합물들을 사용하는 것이 바람직하다. 하지만, 사용된 환원 성분은 바람직하게 2-히드록시-2-술피나토아세트산의 나트륨 염, 2-히드록시-2-술포나토아세트산 및 아황산수소나트륨의 디나트륨 염의 혼합물이다. 이러한 혼합물들은 Bruggolite® FF6 및 Bruggolite® FF7 (Bruggemann Chemicals; Heilbronn; 독일) 로서 입수가능하다.
산 기들을 가지는 에틸렌계 불포화된 모노머들 a) 와 공중합가능한 에틸렌계 불포화된 모노머들 d) 는, 예를 들어, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 히드록시에틸 아크릴레이트, 히드록시에틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트, 디메틸아미노프로필 아크릴레이트, 디에틸아미노프로필 아크릴레이트, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디에틸아미노에틸 메타크릴레이트이다.
사용된 물에 용해되는 폴리머들 e) 는 폴리비닐 알코올, 폴리비닐피롤리돈, 전분, 전분 유도체들, 개질된 셀룰로오스, 예로 메틸 셀룰로오스 또는 히드록시에틸 셀룰로오스, 젤라틴, 폴리글리콜 또는 폴리아크릴산, 바람직하게 전분, 전분 유도체들 및 개질된 셀룰로오스일 수도 있다.
수성 모노머 용액을 사용하는 것이 바람직하다. 모노머 용액의 수분 함량은 바람직하게 40 중량% ~ 75 중량%, 보다 바람직하게 45 중량% ~ 70 중량%, 가장 바람직하게 50 중량% ~ 65 중량% 이다. 또한, 모노머 현탁액, 즉 초과 모노머 a), 예를 들어 소듐 아크릴레이트를 갖는 모노머 용액을 사용할 수 있다. 수분 함량이 상승함에 따라, 후속 건조시 에너지 지출이 상승하고, 수분 함량이 떨어짐에 따라, 중합 열은 단지 불충분하게 제거될 수 있다.
최적의 작용을 위해, 바람직한 중합 억제제들은 용존 산소를 요구한다. 따라서, 모노머 용액은 불활성화, 즉 불활성 가스, 바람직하게 질소 또는 이산화탄소를 통과함으로써 중합 전 용존 산소가 없을 수 있다. 모노머 용액의 산소 함량은 바람직하게 중합 전 1 중량ppm 미만이 되고, 보다 바람직하게 0.5 중량ppm 미만이 되고, 가장 바람직하게 0.1 중량ppm 미만이 되도록 낮아진다.
적합한 반응기들은, 예를 들어, 교반 (kneading) 반응기들 또는 벨트 반응기들이다. 니더 (kneader) 에서, 수성 모노머 용액 또는 현탁액의 중합시 형성된 폴리머 겔은, 예를 들어, WO 2001/038402 A1 에 설명한 대로, 역회전 (contrarotatory) 교반기 샤프트들에 의해 연속적으로 파쇄된다. 컨베이어 벨트에서 중합은, 예를 들어, DE 38 25 366 A1 및 US 6,241,928 에 기술된다. 벨트 반응기에서 중합은 추가 프로세스 단계, 예를 들어 압출기 또는 니더에서 파쇄되어야 하는 폴리머 겔을 형성한다.
건조 특성을 개선하기 위해서, 니더에 의해 수득되는 파쇄된 폴리머 겔은 부가적으로 압출될 수 있다.
하지만, 또한 수성 모노머 용액을 액적화시키고 가열된 캐리어 가스 스트림에 수득된 액적을 중합할 수 있다. 여기에서, WO 2008/040715 A2, WO 2008/052971 A1 및 WO 2011/026876 A1 에 기술한 대로, 중합 및 건조 프로세스 단계들을 조합할 수 있다.
수득된 폴리머 겔의 산 기들은 부분적으로 중화되었다. 중화는 바람직하게 모노머 스테이지에서 수행된다. 이것은 수용액으로서 그렇지 않으면 바람직하게 고체로서 중화제에서 혼합시킴으로써 달성된다. 중화도는 바람직하게 25 ~ 95 mol%, 보다 바람직하게 30 ~ 80 mol%, 가장 바람직하게 40 ~ 75 mol% 이고, 이를 위해 통상적인 중화제들, 바람직하게 알칼리 금속 수산화물들, 알칼리 금속 산화물들, 알칼리 금속 탄산염들 또는 알칼리 금속 탄산수소염들 및 또한 그것의 혼합물들이 사용될 수 있다. 알칼리 금속 염들 대신에, 또한 암모늄 염들을 사용할 수 있다. 특히 바람직한 알칼리 금속들은 나트륨과 칼륨이지만, 수산화나트륨, 탄산나트륨 또는 탄산수소나트륨 및 또한 그것의 혼합물들이 매우 특히 바람직하다.
하지만, 또한 중합시 형성된 수성 폴리머 겔의 스테이지에서, 중합 후 중화를 수행할 수 있다. 또한, 중화제 일부를 실제로 모노머 용액에 첨가하고 수성 폴리머 겔 스테이지에서 단지 중합 후 원하는 최종 중화도를 설정함으로써 중합 전 산 기들 중 최대 40 mol%, 바람직하게 10 ~ 30 mol%, 보다 바람직하게 15 ~ 25 mol% 를 중화시킬 수 있다. 수성 폴리머 겔이 중합 후 적어도 부분적으로 중화될 때, 수성 폴리머 겔은, 예를 들어 압출기에 의해, 바람직하게 기계적으로 파쇄되고, 이 경우에 중화제를 분무하고, 뿌리거나 붓고 그 후 주의하여 혼합할 수 있다. 이 목적으로, 수득된 겔 물질은 균질화를 위해 여러 번 더 압출될 수 있다.
그 후, 특히 잔류 수분 함량이 바람직하게 0.5 중량% ~ 15 중량%, 보다 바람직하게 1 중량% ~ 10 중량%, 가장 바람직하게 2 중량% ~ 8 중량% 이므로, 수성 폴리머 겔은 원하는, 바람직하게 낮은 수분 함량을 설정할 때까지 벨트 건조기로 바람직하게 건조되고, 잔류 수분 함량은 EDANA 추천된 테스트 방법 번호 WSP 230.2-05 "Mass Loss Upon Heating" 에 의해 결정된다. 잔류 수분 함량이 너무 높은 경우에, 건조된 폴리머 겔은 너무 낮은 유리 전이 온도 (Tg) 를 가지고 단지 어렵게 추가로 프로세싱될 수 있다. 잔류 수분 함량이 너무 낮은 경우에, 건조된 폴리머 겔은 너무 잘 부러지고, 후속 파쇄 단계들에서, 바람직하지 못하게 지나치게 낮은 입자 크기를 갖는 다량의 폴리머 입자들이 수득된다 ("미세분들"). 건조 전 겔의 고형물 함량은 바람직하게 25 ~ 90 중량%, 보다 바람직하게 35 ~ 70 중량%, 가장 바람직하게 40 ~ 60 중량% 이다. 하지만, 유동 베드 건조기 또는 패들 (paddle) 건조기가 건조 목적으로 선택적으로 또한 사용될 수도 있다.
그 후, 건조된 폴리머 겔이 그라인딩되고 분류되고, 그라인딩에 사용된 장치는 단일 또는 멀티스테이지 롤 밀들, 바람직하게 2- 또는 3-스테이지 롤 밀들, 핀 밀들, 해머 밀들 또는 진동 밀들일 수도 있다.
그라인딩된 폴리머 입자들로서 제거된 초흡수성 폴리머 입자들의 평균 입자 크기는 바람직하게 적어도 200 ㎛, 보다 바람직하게 250 ~ 600 ㎛, 매우 특히 300 ~ 500 ㎛ 이다. 폴리머 입자들의 평균 입자 크기는 EDANA 추천된 테스트 방법 번호 WSP 220.2-05 "입자 크기 분포" 에 의해 결정될 수도 있고, 여기에서 스크린 분획물의 질량 비율은 누적된 형태로 플롯팅 (plot) 되고 평균 입자 크기는 그래프로 결정된다. 여기에서 평균 입자 크기는 누적 50 중량% 에 대해 발생하는 메시 (mesh) 크기의 값이다.
150 ㎛ 초과 입자 크기를 가지는 폴리머 입자들의 비율은 바람직하게 적어도 90 중량%, 보다 바람직하게 적어도 95 중량%, 가장 바람직하게 적어도 98 중량% 이다.
너무 작은 입자 크기를 갖는 폴리머 입자들은 투과성 (SFC) 을 저하시킨다. 지나치게 작은 폴리머 입자들 ("미세분들") 의 비율은 따라서 작아야 한다.
따라서, 지나치게 작은 폴리머 입자들은 제거되고 제조 프로세스로 재순환된다. 바람직하게 재순환은 중합 전, 중합 중 또는 중합 직후, 즉 폴리머 겔의 건조 전 수행된다. 지나치게 작은 폴리머 입자들은 재순환 전 또는 재순환 중 물 및/또는 수성 계면활성제로 적셔질 수 있다.
또한 이후 제조 프로세스 단계들에서, 예를 들어 표면 후가교결합 또는 다른 코팅 단계 후 지나치게 작은 폴리머 입자들을 제거할 수 있다. 이 경우에, 재순환된 지나치게 작은 폴리머 입자들은 표면 후가교결합되거나 다른 방식으로, 예를 들어 흄드 (fumed) 실리카로 코팅된다.
교반 반응기가 중합에 사용된다면, 지나치게 작은 폴리머 입자들은 바람직하게 교반 반응기의 마지막 세 번째에 부가된다.
지나치게 작은 폴리머 입자들이 매우 초기 스테이지에서, 예를 들어 실제로 모노머 용액에 첨가된다면, 이것은 결과적으로 생성된 물 흡수성 폴리머 입자들의 원심분리 보유 용량 (CRC) 을 낮춘다. 하지만, 이것은, 예를 들어, 사용된 가교결합제 b) 의 양을 조절함으로써 보상될 수 있다. 지나치게 작은 폴리머 입자들은 또한 이후 스테이지에서 첨가될 수 있지만, 그러면 단지 불충분하게 포함될 가능성이 있을 수 있다.
하지만, 불충분하게 포함된, 지나치게 작은 폴리머 입자들은 그라인딩 중 건조된 폴리머 겔로부터 다시 분리되고, 따라서 분류 중 다시 제거되고 재순환될 지나치게 작은 폴리머 입자들의 양을 증가시킨다.
최대한으로 850 ㎛ 의 입자 크기를 가지는 입자들의 비율은 바람직하게 적어도 90 중량%, 보다 바람직하게 적어도 95 중량%, 가장 바람직하게 적어도 98 중량% 이다.
최대한으로 600 ㎛ 의 입자 크기를 가지는 입자들의 비율은 바람직하게 적어도 90 중량%, 보다 바람직하게 적어도 95 중량%, 가장 바람직하게 적어도 98 중량% 이다.
너무 큰 입자 크기를 가지는 폴리머 입자들은 팽창률을 낮춘다. 따라서, 지나치게 큰 폴리머 입자들의 비율은 마찬가지로 낮아야 한다.
따라서, 지나치게 큰 폴리머 입자들은 제거되고 건조된 폴리머 겔의 그라인딩으로 재순환된다.
특성을 추가로 개선하기 위해서, 폴리머 입자들은 표면 후가교결합될 수 있다. 적합한 표면 후가교결합제들은 폴리머 입자들의 적어도 2 개의 카르복실레이트 기들과 공유 결합을 형성할 수 있는 기들을 포함한 화합물들이다. 적합한 화합물들로는, 예를 들어, EP 0 083 022 A2, EP 0 543 303 A1 및 EP 0 937 736 A2 에 기술한 바와 같은, 다관능 아민, 다관능 아미도 아민, 다관능 에폭시드, DE 33 14 019 A1, DE 35 23 617 A1 및 EP 0 450 922 A2 에 기술한 바와 같은 디- 또는 다관능 알코올, 또는 DE 102 04 938 A1 및 US 6,239,230 에 기술한 바와 같은 β-히드록시알킬아미드가 있다.
DE 40 20 780 C1 의 시클릭 탄산염, DE 198 07 502 A1 의 2-옥사졸리디논 및 그것의 유도체들, 예로 2-히드록시에틸-2-옥사졸리디논, DE 198 07 992 C1 의 비스- 및 폴리-2-옥사졸리디논, DE 198 54 573 A1 의 2-옥소테트라히드로-1,3-옥사진 및 그것의 유도체들, DE 198 54 574 A1 의 N-아실-2-옥사졸리디논, DE 102 04 937 A1 의 시클릭 우레아, DE 103 34 584 A1 의 바이시클릭 아미도 아세탈, EP 1 199 327 A2 의 옥세테인 및 시클릭 우레아, 및 WO 2003/031482 A1 의 모르폴린-2,3-디온 및 그것의 유도체들이 적합한 표면 후가교결합제들로서 부가적으로 기술된다.
바람직한 표면 후가교결합제들은 탄산 에틸렌, 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 에피클로로히드린과 폴리아미드의 반응 생성물들 및 프로필렌 글리콜과 1,4-부탄디올의 혼합물들이다.
매우 특히 바람직한 표면 후가교결합제들은 2-히드록시에틸-2-옥사졸리디논, 2-옥사졸리디논 및 1,3-프로판디올이다.
게다가, 또한, DE 37 13 601 A1 에 기술한 대로 부가적인 중합가능한 에틸렌계 불포화된 기들을 포함한 표면 후가교결합제들을 사용할 수 있다.
표면 후가교결합제의 양은, 각각의 경우에 폴리머 입자들을 기반으로, 바람직하게 0.001 중량% ~ 5 중량%, 보다 바람직하게 0.02 중량% ~ 2 중량%, 가장 바람직하게 0.05 중량% ~ 1 중량% 이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 표면 후가교결합 전, 중 또는 후에 표면 후가교결합제들 이외에 다가 양이온이 입자 표면에 적용된다.
제조 프로세스에서 사용가능한 다가 양이온은, 예를 들어, 아연, 마그네슘, 칼슘, 철 및 스트론튬의 양이온과 같은 이가 양이온, 알루미늄, 철, 크롬, 희토류 및 망간의 양이온과 같은 삼가 양이온, 티타늄 및 지르코늄의 양이온과 같은 사가 양이온이다. 가능한 상대 이온은 수산화물, 염화물, 브롬화물, 황산염, 황산수소염, 탄산염, 탄산수소염, 질산염, 인산염, 인산수소, 인산이수소 및 카르복실레이트, 예로 아세테이트, 시트레이트 및 락테이트이다. 다른 상대 이온을 갖는 염들, 예를 들어 알루미늄 모노아세테이트 또는 알루미늄 모노락테이트와 같은 염기성 알루미늄 염들이 또한 가능하다. 황산 알루미늄, 알루미늄 모노아세테이트 및 알루미늄 락테이트가 바람직하다. 금속 염들 뿐만 아니라, 또한 다가 양이온으로서 폴리아민을 사용할 수 있다.
사용된 다가 양이온의 양은, 예를 들어, 각각의 경우에 폴리머 입자들을 기반으로, 0.001 중량% ~ 1 중량%, 바람직하게 0.005 중량% ~ 0.5 중량%, 보다 바람직하게 0.02 중량% ~ 0.2 중량% 이다.
표면 후가교결합제의 용액이 건조된 폴리머 입자들로 분무되도록 표면 후가교결합이 수행된다. 분무 적용 후, 표면 후가교결합제로 코팅된 폴리머 입자들이 열로 건조되고, 표면 후가교결합 반응은 건조 전 또는 건조 중 일어날 수 있다.
표면 후가교결합제의 용액의 분무 적용은 바람직하게 이동 혼합 공구들을 구비한 혼합기들, 예로 스크류 혼합기들, 디스크 혼합기들 및 패들 혼합기들에서 수행된다. 패들 혼합기들과 같은 수평 혼합기들이 특히 바람직하고, 수직 혼합기들이 매우 특히 바람직하다. 수평 혼합기들과 수직 혼합기들 사이 차이는 혼합 샤프트의 위치에 의해 만들어지고, 즉 수평 혼합기들은 수평으로 장착된 혼합 샤프트를 가지고 수직 혼합기들은 수직으로 장착된 혼합 샤프트를 갖는다. 적합한 혼합기들은, 예를 들어, 수평 Pflugschar® 보습 (plowshare) 혼합기들 (Gebr. Lodige Maschinenbau GmbH; Paderborn; 독일), Vrieco-Nauta 연속 혼합기들 (Hosokawa Micron BV; Doetinchem; 네델란드), Processall Mixmill 혼합기들 (Processall Incorporated; Cincinnati; 미국) 및 Schugi Flexomix® (Hosokawa Micron BV; Doetinchem; 네델란드) 이 있다. 하지만, 또한 유동 베드에서 표면 후가교결합제 용액을 분무할 수 있다.
표면 후가교결합제들은 전형적으로 수용액의 형태로 사용된다. 폴리머 입자들로 표면 후가교결합제의 투과 깊이는 비수성 용매의 함량 및 용매의 총량을 통하여 조절될 수 있다.
전적으로 물이 용매로서 사용될 때, 계면활성제가 유리하게도 첨가된다. 이것은 적심 특징을 개선하고 덩어리들을 형성하려는 경향을 감소시킨다. 하지만, 용매 혼합물들, 예를 들어 이소프로판올/물, 1,3-프로판디올/물 및 프로필렌 글리콜/물을 사용하는 것이 바람직하고, 여기에서 질량 면에서 혼합 비는 바람직하게 20:80 ~ 40:60 이다.
열 건조는 바람직하게 접촉 건조기들, 보다 바람직하게 패들 건조기들, 가장 바람직하게 디스크 건조기들에서 수행된다. 적합한 건조기들은, 예를 들어, Hosokawa Bepex® 수평 패들 건조기 (Hosokawa Micron GmbH; Leingarten; 독일), Hosokawa Bepex® 디스크 건조기 (Hosokawa Micron GmbH; Leingarten; 독일), Holo-Flite® 건조기들 (Metso Minerals Industries Inc.; Danville; 미국) 및 Nara 패들 건조기 (NARA Machinery Europe; Frechen; 독일) 가 있다. 더욱이, 유동 베드 건조기들이 또한 사용될 수도 있다.
재킷을 가열함으로써 또는 따뜻한 공기를 송풍함으로써, 혼합기 그 자체에서 건조가 실행될 수 있다. 하류 건조기, 예를 들어 선반식 건조기, 회전 튜브 오븐 또는 가열가능한 스크류가 동일하게 적합하다. 유동 베드 건조기에서 혼합 및 건조를 실행하는 것이 특히 유리하다.
바람직한 건조 온도는 100 ~ 250 ℃, 바람직하게 120 ~ 220 ℃, 보다 바람직하게 130 ~ 210 ℃, 가장 바람직하게 150 ~ 200 ℃ 의 범위에 있다. 반응 혼합기 또는 건조기에서 이 온도에서 바람직한 체류 시간은 바람직하게 적어도 10 분, 보다 바람직하게 적어도 20 분, 가장 바람직하게 적어도 30 분, 최대한으로 60 분이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 표면 후가교결합된 물 흡수성 폴리머 입자들은 열 건조 후 냉각된다. 냉각은 바람직하게 접촉 냉각기들, 보다 바람직하게 패들 냉각기들 및 가장 바람직하게 디스크 냉각기들에서 수행된다. 적합한 냉각기들은, 예를 들어, Hosokawa Bepex® 수평 패들 냉각기 (Hosokawa Micron GmbH; Leingarten; 독일), Hosokawa Bepex® 디스크 냉각기 (Hosokawa Micron GmbH; Leingarten; 독일), Holo-Flite® 냉각기들 (Metso Minerals Industries Inc.; Danville; 미국) 및 Nara 패들 냉각기 (NARA Machinery Europe; Frechen; 독일) 가 있다. 더욱이, 유동 베드 냉각기들이 또한 사용될 수도 있다.
냉각기에서, 표면 후가교결합된 물 흡수성 폴리머 입자들은 20 ~ 150 ℃, 바람직하게 30 ~ 120 ℃, 보다 바람직하게 40 ~ 100 ℃, 가장 바람직하게 50 ~ 80 ℃ 로 냉각된다.
추후에, 표면 후가교결합된 물 흡수성 폴리머 입자들은 다시 분류될 수 있고, 지나치게 작고 그리고/또는 지나치게 큰 폴리머 입자들은 제거되고 제조 프로세스로 재순환된다.
특성을 추가로 개선하기 위해, 표면 후가교결합된 물 흡수성 폴리머 입자들은 코팅될 수 있고 그리고/또는 재수분 공급될 수 있고, 특히 첨가제들 또는 다른 코팅들로 코팅될 수 있고 그리고/또는 물로 재수분 공급될 수 있다.
재수분 공급은 바람직하게 30 ~ 80 ℃ 로, 보다 바람직하게 35 ~ 70 ℃ 로, 가장 바람직하게 40 ~ 60 ℃ 로 수행된다. 지나치게 낮은 온도에서, 표면 후가교결합된 물 흡수성 폴리머 입자들은 덩어리들을 형성하려는 경향이 있고, 보다 높은 온도에서, 물은 이미 주목할 만한 정도로 증발된다. 재수분 공급에 사용된 물의 양은, 각각의 경우에 표면 후가교결합된 물 흡수성 폴리머 입자들을 기반으로, 바람직하게 1 중량% ~ 10 중량%, 보다 바람직하게 2 중량% ~ 8 중량%, 가장 바람직하게 3 중량% ~ 5 중량% 이다. 재수분 공급은 폴리머 입자들의 기계적 안정성을 증가시키고 정적 충전 (static charging) 하려는 경향을 감소시킨다. 재수분 공급은 유리하게도 열 건조 후 냉각기에서 수행된다.
자유 팽창률 및 투과성 (SFC) 을 개선하는데 적합한 코팅들은, 예를 들어, 무기 불활성 물질들, 예로 물 불용성 금속 염들, 유기 폴리머들, 양이온 폴리머들 및 이가 또는 다가 금속 양이온이다. 분진 바인딩에 적합한 코팅들은, 예를 들어, 폴리올이다. 폴리머 입자들의 원치 않는 케이킹 경향에 대응하기에 적합한 코팅들은, 예를 들어, Aerosil® 200 과 같은 흄드 실리카 및 Span® 20 과 같은 계면활성제들이다.
제조 프로세스에 의해 제조된 표면 후가교결합된 물 흡수성 폴리머 입자들은 바람직하게 0 중량% ~ 15 중량%, 보다 바람직하게 0.2 중량% ~ 10 중량%, 가장 바람직하게 0.5 중량% ~ 8 중량% 의 수분 함량을 가지고, 상기 수분 함량은 EDANA 추천된 테스트 방법 번호 WSP 230.2-05 "Mass Loss Upon Heating" 에 의해 결정된다.
제조 프로세스에 의해 제조된 표면 후가교결합된 물 흡수성 폴리머 입자들은 전형적으로 적어도 15 g/g, 바람직하게 적어도 20 g/g, 보다 바람직하게 적어도 22 g/g, 특히 바람직하게 적어도 24 g/g, 가장 바람직하게 적어도 26 g/g 의 원심분리 보유 용량 (CRC) 을 갖는다. 표면 후가교결합된 물 흡수성 폴리머 입자들의 원심분리 보유 용량 (CRC) 은 60 g/g 미만이다. 원심분리 보유 용량 (CRC) 은 EDANA 추천된 테스트 방법 번호 WSP 241.2-05 "Fluid Retention Capacity in Saline, After Centrifugation" 에 의해 결정된다.
제조 프로세스에 의해 제조된 표면 후가교결합된 물 흡수성 폴리머 입자들은 전형적으로 적어도 15 g/g, 바람직하게 적어도 20 g/g, 바람직하게 적어도 22 g/g, 특히 바람직하게 적어도 24 g/g, 가장 바람직하게 적어도 26 g/g 의, 49.2 g/㎠ 의 압력 하에 흡수를 갖는다. 표면 후가교결합된 물 흡수성 폴리머 입자들의 49.2 g/㎠ 의 압력 하에 흡수는 35 g/g 미만이다. 21.0 g/㎠ 의 압력 대신에 49.2 g/㎠ 의 압력이 설정된다는 점을 제외하고는, 49.2 g/㎠ 의 압력 하에 흡수는 EDANA 추천된 테스트 방법 번호 WSP 242.2-05 "Absorption Under Pressure, Gravimetric Determination" 에 유사하게 결정된다.
이제, 본 발명의 실시 예들은 이하 도면을 참조하여 설명된다. 이것은 반드시 실시 예들을 일정한 비율로 나타내도록 의도되지 않고; 그 대신에, 설명을 위한 역할을 하는 도면은 개략적으로 그리고/또는 약간 변형된 형태로 실행된다. 도면들로부터 바로 명백하게 알 수 있는 것의 부가물에 대해, 관련된 종래 기술이 참조된다. 여기에서, 실시형태의 형태 및 세부사항에 관한 다양한 수정 및 변경이 본 발명의 일반적인 사상과 개념에서 벗어나지 않으면서 착수될 수 있음이 고려되어야 한다. 상세한 설명, 도면 및 청구항에서 개시된 본 발명의 특징들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 본 발명의 개선에 필수적일 수도 있다. 더욱이, 본 발명의 범위는 상세한 설명, 도면 및/또는 청구항에서 개시된 특징들 중 적어도 2 가지의 모든 조합들을 포함한다. 본 발명의 일반적인 사상 및 개념은 이하 도시되고 설명된 바람직한 실시형태들의 정확한 형태 또는 세부사항에 한정되지 않고, 또는 청구항에서 주장된 주제와 비교해 제한될 주제에 한정되지 않는다. 치수 범위가 주어진 경우에, 언급된 한계 내의 임의의 값들이 또한 한계 값들로서 개시될 수 있을 것이고 원하는 대로 사용가능하고 주장가능할 것이다. 본 발명의 추가 장점들, 특징들 및 세부사항들은 뒤따르는 상세한 설명으로부터, 바람직한 실시 예들 및 도면으로부터 분명해질 것이다.
도 1 은 운반 방향 (C) 에 따른 단면에서 특히 바람직한 제 1 실시형태의 공기 순환 벨트 건조기의 개략도이다.
도 2 는 운반 방향 (C) 에 직각인 단면에서 운반 방향 (C) 의 반대 방향으로 도 1 의 공기 순환 벨트 건조기에서 배출 모듈 앞 마지막 건조 구역의 개략도이다.
도 3a 는 운반 방향 (C) 에 따른 단면에서 도 1 의 공기 순환 벨트 건조기에서 배출 모듈 앞 마지막 건조 구역의 개략도이다.
도 3b 는 운반 방향 (C) 에 따른 단면에서 도 1 의 실시형태의 변형예로 특히 바람직한 제 2 실시형태에 따른 공기 순환 벨트 건조기에서 배출 모듈 앞 마지막 건조 구역의 개략도이다.
도 4 는 도 1 의 실시형태의 개선예로 특히 바람직한 제 3 실시형태에 따른 운반 방향 (C) 에 따른 배출 모듈 앞 마지막 건조 구역을 갖는 공기 순환 벨트 건조기의 하류 영역의 개략도이다.
도 5 는 제조 프로세스의 특히 바람직한 실시형태의 개략적 흐름도이다.
도 6a 는 제 2 실시형태와 유사한 제 1 변형예에서 공기 인출 라인의 라인 섹션에서 단면 증가 공기 가이드 수단의 개략적 형태의 기본 구성이다.
도 6b 는 제 2 실시형태와 유사한 제 2 변형예에서 공기 인출 라인의 라인 섹션에서 단면 증가 공기 가이드 수단의 개략적 형태의 기본 구성이다.
도 6c 는 제 1 실시형태와 유사한 제 3 변형예에서 공기 인출 라인의 라인 섹션에서 단면 증가 공기 가이드 수단의 개략적 형태의 기본 구성이다.
도 6d 는 제 1 실시형태와 유사한 제 4 변형예에서 공기 인출 라인의 라인 섹션에서 단면 증가 공기 가이드 수단의 개략적 형태의 기본 구성이다.
도 6e 는 제 1 실시형태와 유사한 제 5 변형예에서 공기 인출 라인의 라인 섹션에서 단면 증가 공기 가이드 수단의 개략적 형태의 기본 구성이다.
도 6f 는 단면 증가 공기 가이드 수단, 예로 도 6a 내지 도 6e 에 도시된 바와 같은 단면 증가 공기 가이드 수단이 수평 라인 섹션에서 구현되는 상징적 형태의 실시형태이다.
도 2 는 운반 방향 (C) 에 직각인 단면에서 운반 방향 (C) 의 반대 방향으로 도 1 의 공기 순환 벨트 건조기에서 배출 모듈 앞 마지막 건조 구역의 개략도이다.
도 3a 는 운반 방향 (C) 에 따른 단면에서 도 1 의 공기 순환 벨트 건조기에서 배출 모듈 앞 마지막 건조 구역의 개략도이다.
도 3b 는 운반 방향 (C) 에 따른 단면에서 도 1 의 실시형태의 변형예로 특히 바람직한 제 2 실시형태에 따른 공기 순환 벨트 건조기에서 배출 모듈 앞 마지막 건조 구역의 개략도이다.
도 4 는 도 1 의 실시형태의 개선예로 특히 바람직한 제 3 실시형태에 따른 운반 방향 (C) 에 따른 배출 모듈 앞 마지막 건조 구역을 갖는 공기 순환 벨트 건조기의 하류 영역의 개략도이다.
도 5 는 제조 프로세스의 특히 바람직한 실시형태의 개략적 흐름도이다.
도 6a 는 제 2 실시형태와 유사한 제 1 변형예에서 공기 인출 라인의 라인 섹션에서 단면 증가 공기 가이드 수단의 개략적 형태의 기본 구성이다.
도 6b 는 제 2 실시형태와 유사한 제 2 변형예에서 공기 인출 라인의 라인 섹션에서 단면 증가 공기 가이드 수단의 개략적 형태의 기본 구성이다.
도 6c 는 제 1 실시형태와 유사한 제 3 변형예에서 공기 인출 라인의 라인 섹션에서 단면 증가 공기 가이드 수단의 개략적 형태의 기본 구성이다.
도 6d 는 제 1 실시형태와 유사한 제 4 변형예에서 공기 인출 라인의 라인 섹션에서 단면 증가 공기 가이드 수단의 개략적 형태의 기본 구성이다.
도 6e 는 제 1 실시형태와 유사한 제 5 변형예에서 공기 인출 라인의 라인 섹션에서 단면 증가 공기 가이드 수단의 개략적 형태의 기본 구성이다.
도 6f 는 단면 증가 공기 가이드 수단, 예로 도 6a 내지 도 6e 에 도시된 바와 같은 단면 증가 공기 가이드 수단이 수평 라인 섹션에서 구현되는 상징적 형태의 실시형태이다.
도면들에서, 단순화를 위해, 동일한 도면 부호들이 동일하거나 유사한 부품들 또는 동일하거나 유사한 기능의 부품들에 이용되었다.
도 1 은 본 실시형태에서 모듈식 형태로 구성된, 여기에서는 예로서 공기 순환 벨트 건조기 (1000) 형태의, 벨트 건조기를 원칙적으로 도시한다. 공기 순환 벨트 건조기 (1000) 는 적용 모듈 (200), 다수의 건조기 구역들 (110, 120, 130, 140, 150, 160, 170) 을 가지는 건조 모듈 (100; 또한 TM 으로도 지칭) 을 가지는 건조기 세트업 (101), 및 배출 모듈 (300) 을 갖는다. 공기 순환 벨트 건조기 (1000) 에서, 수성 폴리머 겔 형태의 젖은 물질은 적용 모듈 (200) 에서 수평 컨베이어 벨트 (400) 에 연속적으로 그리고 균질하게 적용되고, 이것은 그 후 운반 방향 (C) 으로 컨베이어 벨트 (400) 상에서 건조 모듈 (100), 즉 건조기 세트업 (101) 의 내부를 통과한다. 공기 순환 벨트 건조기 (1000) 는 단일-벨트 건조기의 형태를 취하고, 변형예에서, 멀티스테이지 건조기 또는 멀티레벨 또는 심지어 멀티벨트 건조기에 의해 유사하게 대체될 수도 있다. 전체적으로, 개별 건조기 유형들에서 스루-플로우 (through-flow) 건조기와 오버플로우 건조기 사이에 차이가 있을 수 있고; 도 1 에 도시된 공기 순환 벨트 건조기 (1000) 는 스루-플로우 건조기이다.
건조 프로세스의 성능을 위해, 베어링 요소들 및 적어도 2 개의 편향 롤들, 여기에서는 상류 편향 롤 (410A) 및 하류 편향 롤 (410B) 을 통하여 가이드되는 무한 컨베이어 벨트 (400) 를 구비한 공기 순환 벨트 건조기 (1000) 가 사용되고, 그 중, 본원의 경우에는, 적어도 하나의 편향 롤이 구동되고 하나는 조절가능하다. 본원의 경우에, 컨베이어 벨트 (400) 의 상류 편향 롤 (410A) 의 베어링 케이스 및 연관된 기계적 벨트 장력 기기는 적용 모듈 (200) 내에 있고, 삽입된 벨트와 구동 샤프트는 배출 모듈 (300) 에서 구동된다. 공기 순환 벨트 건조기 (1000) 의 컨베이어 벨트 (400) 상에서, 수성 폴리머 겔은 연속적으로 배치된 다수의 건조기 구역들 (110, 120, 130, 140, 150, 160) 을 통하여 그리고 마지막 건조기 구역 (170) 을 통하여 배출 모듈 (300) 까지 서서히 이동한다. 건조기 구역들 (110, 120, 130, 140, 150, 160, 170) 에 할당된 모듈들은, 구성 면에서, 베이스, 측면 및 상단 벽들로서 프로파일들로 보강된 표준화된 금속 시트들로부터 형성되고 분할 플레이트들로 나누어진다. 본원의 경우에, 마지막 건조기 구역 (170) 은, 구성 면에서, 배출 모듈 (300) 의 상류에서 엔드 모듈 (EM) 로서 구현된다.
적용 모듈 (200) 은 여기에서 보강된 표준화된 베이스 및 측면 시트들의 프로파일들로 형성된다. 생성물 어플리케이터 (210) 는 특히 민감한 자유 유동 생성물들에 적합한 피봇 벨트일 수도 있다. 게다가, 변형예들에서, 디스트리뷰터 스크류 또는 피봇 아암 적용 기기가 이용될 수 있다.
컨베이어 벨트 (400) 의 상단측에서, 생성물은 수성 폴리머 겔의 형태로 적용되고 컨베이어 벨트 (400) 에 의해 배출 모듈 (300) 을 향해 수송되고, 상기 배출 모듈에서 생성물은 물 흡수성 폴리머 입자들을 갖는 건조된 초흡수성 폴리머 (420) 의 형태로 도달한다.
수송 벨트 변형예들은 여기에서 단순한 컨베이어 벨트의 형태로 도시되지만, 또한 체인 구동식 와이어 메시 벨트, 힌지 플레이트 벨트, 인터레이스드 (interlaced) 벨트 또는 무체인 방식으로 가이드되는 와이어 메시 벨트일 수도 있다. 수성 폴리머 겔 형태의, 건조될 젖은 물질은 여기에서 천공되는 컨베이어 벨트 (400) 에 놓여 있고, 화살표로 나타낸 건조 공기는 다른 유동 방향들로 컨베이어 벨트를 통하여 유동한다. 건조 공기는 수성 폴리머 겔 형태의 젖은 물질을 통하여 또는 그 위로 유동하면서 그것은 운반 방향 (C) 에 따라 건조기 세트업 (101) 의 내부를 통하여 컨베이어 벨트에서 수송된다. 건조 공기는, 예로서 건조기 구역에서 화살표로 도 1 에 나타낸, 순환 공기 (UL) 로서 - 바람직하게 운반 방향 (C) 을 가로지르는 평면에서 - 먼저 가이드된다. 건조기 구역 내에서, 특히 각각의 건조기 구역 (110, 120, 130, 140, 150, 160, 170) 내에서, 순환 공기 (UL) 로서 건조 공기를 가이드함으로써, 이 공기는 건조 수성 폴리머 겔을 다수 통과하는 동안 수분으로 최대 포화된다. (운반 방향에 반대인 역류 방향 (C') 으로 도 1 내지 도 4 에 나타낸) 일정 비율의 건조 공기는 수분으로 높게 포화된 폐 공기 (AL) 형태로 공기 순환 벨트 건조기 (1000) 를 이탈하여서 생성물에서 증발된 물의 양을 제거하고; 대응하는 폐 공기 도관 (360) 은 예로서 도 4 를 참조하여 설명된다.
건조기 구역은 또한 - 여기에서는 WT1, WT2, WT3, WT4, WT5, WT6 을 구비한 각각의 건조기 구역 (110, 120, 130, 140, 150, 160) 에 대해 - 통기 세트업 (102) 및/또는 열교환기 (WT) 의 범위 내에 포함되거나 설치된 가열 레지스터/벤틸레이터 (10A, 10B) 를 구비한 공기 입출력부가 할당되는, 적절한 건조 조건들의 설정을 위한 공기 순환 목적으로 제어 구역의 일부로서 간주될 수도 있고; 이 점에서 도 1 의 실시 예와 유사한 보다 상세한 실시 예가 도 2 를 참조하여 설명된다.
도 1 의 이 실시 예에서, 건조 모듈 (100) 에, 건조기 구역들 (110, 120, 130, 140, 150, 160, 170) 이 도시되고 이들은 전체 건조기 세트업 (101) 에 대해 설정된 적절한 온도 프로파일과 감소된 압력 하에 실질적으로 작동된다. 이 목적으로, 도 1 에서 역류 방향 (C') 으로 화살표에 의해 나타낸 것처럼, 건조 공기는 그것의 인접한 환경에서 건조될 수성 폴리머 겔 (420) 의 생성물 스트림에 반하여, 즉 역류 방향 (C') 으로 벨트 건조기에서 컨베이어 벨트 (400) 의 운반 방향 (C) 과 반대 방향으로, 즉 벨트 건조기의 건조기 세트업 (101) 내에서 역류로, 말하자면, 특히, 컨베이어 벨트 (400) 상에 건조될 수성 폴리머 겔 (420) 과 계속 접촉하지만, 운반 방향 (C) 에 반대 방향으로 가이드된다 (생성물 스트림에 반하여 건조 공기를 가이드함, 역류).
각각의 건조기 구역은 단일 건조기 모듈로서 구현될 수 있지만, 반드시 그럴 필요는 없다. 각각의 건조기 구역은 다수의 건조기 모듈들로서 구현될 수 있지만, 반드시 그럴 필요는 없다. 예를 들어 또한 제조상 이유로, 공기 순환 벨트 건조기 (1000) 의 구성이 단순화된다면 모듈식 구성은 장점들을 가질 수 있다. 원칙적으로, 건조기 세트업 (101) 은, 제한적으로, 심지어 이후에도 비교적 간단하게 변경가능하다.
본원의 경우에, 건조기 구역들 (110, 120, 130, 140, 150, 160) 은 각각 건조기 모듈에 의해 형성되고 유리하게도 가열 레지스터와 적어도 하나의 공기 순환 벤틸레이터 (10A, 10B) 를 갖는다. 여기에서 각각의 건조기 구역 (110, 120, 130, 140, 150, 160) 은 개별적으로 제어될 수 있다. 생성물을 향한 건조 공기 (또는 해당되는 경우 냉각 공기) 의 유량이 달라질 수 있어서, 파라미터들은 그러므로 원하는 제품 품질 면에서 부합될 수 있다. 초흡수성 폴리머 겔을 통한 유입 방향은 바닥으로부터 위로 또는 상단으로부터 아래로 될 수도 있다. 도 1 에 도시된 공기 순환 벨트 건조기 (1000) 의 건조 배열체는, 건조기 구역에서, 또는 여기에서 상류 건조기 구역들 (110, 120) 에서, 수성 폴리머 겔 형태의 폴리머 겔 (420) 을 향한 공기 유동이 바닥으로부터 위로 이루어진 후, 건조기 구역들 (130, 140, 150, 160) 에서 초흡수성 폴리머 형태의 폴리머 겔 (420) 을 향한 공기 유동이 상단으로부터 아래로 이루어지는 것을 보여준다. 이것은 건조의 결과로서 초흡수성 폴리머를 수성 폴리머 겔로부터 시트형 스트랜드 형태의 건조된 폴리머 겔로 점점 더 변형한다.
건조 시간은, 연속적으로 조절가능할 수도 있는, 컨베이어 벨트 (400) 의 벨트 속도에 의해 상대적인 정도로 영향을 받을 수 있다. 시트형 스트랜드를 형성하도록 컨베이어 벨트 상에서 서로 응집되고 그리고/또는 들러붙는 물 흡수성 폴리머 입자들 형태의 생성물은 건조 프로세스 후 벨트에서 제거하고 시트형 스트랜드는 분쇄된 후 물 흡수성 폴리머 입자들은 설정될 입자 크기에 따라 그라인딩된다. 배출 모듈 (300) 은, 건조된 초흡수성 폴리머 (420) 가 스트랜드 형태로 제거가능하고, 즉 스트랜드를 형성하도록 응집되거나 들러붙는 물 흡수성 폴리머 입자들과 제거가능하도록 구성되고; 하류 편향 롤 (410B) 의 영역에서 스트랜드는 분쇄기 (410C) 로 슬라이딩된다.
제 1 및 제 2 편향 롤들 (410A, 410B) 은, 컨베이어 벨트 (400) 가 운반 방향 (C) 에 반대 방향으로 생성물 층 아래에서 - 그리고 본원의 경우에 또한 건조기 세트업 (101) 내에서 (원칙적으로, 이것은 또한 변형예에서 건조기 세트업의 외부에서 가능함) - 리턴되고 수성 폴리머 겔의 추가 적용을 위해 무한 루프에서 다시 이용가능하다. 공기 순환 벨트 건조기 (1000) 는 경우에 따라서 건조시 감소된 제조 시간 및/또는 상승된 처리율로 적용된 수성 폴리머 겔의 최적의 건조 특징을 획득하고, 그리하여 경우에 따라서 제조 비용을 감소시키도록 설계되었다.
공기 순환 벨트 건조기 (1000) 의 하류 부분에서 도 1 의 점선들은 엔드 모듈 (EM) 및 배출 모듈 (300) 을 구비한 마지막 건조기 구역 (170) 을 포함하는 엔드 구역 (EZ) 을 나타낸다. 마지막 건조기 구역 (170) 은 구체적으로 도 2 내지 도 7 의 다수의 실시예들을 참조하여 추가로 인용될 도면 부호 310 을 참조하여 이하 설명된다. 변형예에서, 공기 순환 벨트 건조기 (1000) 의 - 개선예와 이하에 310 으로 불리는 - 마지막 건조기 구역 (170) 은 또한 배출 모듈 (300) 의 일부로서 형성될 수도 있고 또는 엔드 구역 (EZ) 내에서 배출 모듈 (300) 과 통합될 수도 있다. 도 1 에 따르면, 마지막 건조기 구역 (170) 의 영역에서, 순환 공기 (UL) 는 건조된 초흡수성 폴리머 (420) 를 통하여 순환된다. 어느 정도로, 도 2 에서 상세히 도시된 바와 같은, 재순환된 공기 (RL) 는 공기 인출 도관 (340) 에 의해 인출된다. 바람직하게, 재순환된 공기 (RL) 의 유량은 공기 인출 도관 (340) 을 따라 달라질 수도 있다. 재순환된 공기 (RL) 는 임의의 경우에 통기 구성 (102) 의 범위 내에 포함되거나 설치된 위에서 언급한 가열 레지스터들/벤틸레이터들 (10A, 10B) 을 통하여 그리고/또는 열교환기를 통하여, 건조기 구역들 (110, 120, 130, 140, 150) 로 다시 공급되고, 선택적으로 또한 건조기 구역 (160) 으로 다시 공급된다.
본원의 경우에, 컨베이어 벨트의 하부에서, 공기 공급 요소 (330) 는 마지막 건조기 구역 (170) 에 배치된다. 본원의 경우에, 공기 순환 벤틸레이터 (320) 또는 유사한 공기 운반 수단은 컨베이어 벨트 (400) 의 상부 영역에 배치된다. 따라서, 순환 공기 (UL) 는, 순환 공기 (UL) 에 대해 화살표의 방향으로 도 1 에 나타낸 것처럼, 건조된 물 흡수성 폴리머 입자들을 통하여 순환된다. 따라서, 유리한 건조 특징은 역시 마지막 건조 구역 (170) 에서 보장된다.
본 발명의 개념에 따르면, 재순환된 공기 (RL) 의 제거를 위해 도 1 에 도시된 실시 예에서, 공기 인출 도관 (340) 은 유동을 위해 마지막 건조기 구역 (170) 에 연결되고, 공기 인출 라인 (341) 이 거기에 연결된다. 이것에 공기 인출 도관 (340) 의 공기 인출 라인 (341) 과 가변적 단면 증가를 갖는 바이패스 라인 (341.1) 이 연결된다. 대응하는 공기 인출 도관 (340) 은 엔드 모듈 (EM) 에 통합된다. 바이패스 라인 (341.1) 은 마찬가지로 공기 인출 라인 (341) 에 연결되고 재순환된 공기 (RL) 가 공기 인출 라인 (341) 의 바람직하게 수직 라인 섹션을 따라 가변 유량으로 제거되도록 구성된다.
공기 인출 도관 (340) 은 유동을 위해 공기 재순환 도관 (350) 에 연결되고, 이 목적으로 공기 인출 라인 (341) 은 공기 재순환 라인 (354) 에 연결된다. 게다가, 도 1 의 공기 재순환 도관 (350) 에서, 푸레쉬 공기 (FL) 는 공기 재순환 라인 (354) 에 연결된 공기 공급 라인 (346) 을 통하여 공급될 수 있다. 공기 인출 라인 (341), 바이패스 라인 (341.1) 및 공기 공급 라인 (346) 은, 라인의 흡입 영역에서, 인출 공기 스로틀로서 제 1, 제 2 및 제 4 스로틀 (342, 343, 345) 을 가지고, 인출 공기 바이패스 스로틀과 공기 공급 바이패스 스로틀, 또는 제 3 스로틀 (344) 은 전체 스로틀로서 공기 재순환 라인 (354) 에 배치된다.
본 발명의 개념에 따르면, 변형예에서, 여기에서 재순환된 공기 (RL) 의 제거를 위해 도시되지 않은 실시 예에서, 공기 인출 도관 (340) 은 또한 유동을 위해 끝에서 두 번째의 건조기 구역 (160) 에, 선택적으로 또한 상류에 배치된 건조기 구역 (150) 또는 운반 방향 (C) 으로 건조기 세트업의 하류 영역에서 다른 건조기 구역에 연결될 수도 있다. 재순환된 공기 (RL) 의 재순환은, 적어도 생성물에서 증발된 물의 양으로부터 수분으로 포화가 너무 높지 않을 때; 환언하면, 상류 건조기 구역들 중 하나로 재순환된 공기 (RL) 의 재순환이 적어도 그 시점에 절대 공기 수분 함량의 큰 증가를 유발하지 않을 때 가능한 것으로 발견된다.
도 1 의 제 1 바람직한 실시형태를 보완한 도 2 는 운반 방향 (C) 을 가로지르는 단면에서 마지막 건조기 구역 310 (도 1 에서 170 으로 지칭) 의 엔드 모듈 (EM) 을 도시하고, 하우징 (301) 과 천공 컨베이어 벨트 (400) 는 운반 방향에 반대 방향이다. 엔드 모듈 (EM) 에서 컨베이어 벨트 (400) 상에, 물 흡수성 폴리머 입자들을 포함한 건조된 초흡수성 폴리머 (420) 가 도 1 을 참조하여 설명한 대로 적용되었다. 순환 공기 (UL) 에 대한 공기 순환 방향은 화살표로 나타나 있다. 상기 방향은 건조기 세트업 (101) 또는 하우징 (301) 의 상부 영역에서 공기 순환 벤틸레이터 (320) 및 건조기 세트업 (101) 또는 하우징 (301) 의 하부 영역에서 공기 공급 요소 (330) 의 작동에 의해 규정된다. 공기 순환 벤틸레이터 (320) 는 건조기 세트업 (101) 의 내부의 상부 영역에, 즉 컨베이어 벨트 (400) 위에 배치된다. 도 2 에 도시된 대로, 마지막 건조 구역 (310) 의 엔드 모듈 (EM) 의 내부에서 순환 공기는 컨베이어 벨트를 통하여 순환되고, 도시된 실시예에서, 순환 공기는 적어도 부분적으로 물 흡수성 폴리머 입자들을 포함한 건조된 초흡수성 폴리머 (420) 를 통하여 상단에서 아래로 유동한다. 본원의 경우에, 컨베이어 벨트 (400) 는, 순환 공기 (UL) 가 컨베이어 벨트 (400) 를 지나서 컨베이어 벨트 (400) 아래 영역으로 이동하는 것을 크게 방지하도록, 상기 하우징에 대해 시일 (432) 에 의해 건조기 세트업 (101) 의 하우징 (301) 내부에서 밀봉된다. 컨베이어 벨트 (400) 의 측면에서, 순환 공기 (UL) 는 컨베이어 벨트를 지나 위로 다시 운반된다. 동시에, 순환 공기는 대응하여 마지막 건조 구역 (310) 의 엔드 모듈 (EM) 에서 열교환기 (WT) 를 통하여 바닥으로부터 위로 유동한다. 순환 공기의 순환은 공기 순환 벤틸레이터 (320) 에 의해 유지된다. 이 목적으로, 열교환기 (WT) 는, 순환 공기 (UL) 가 또한 컨베이어 벨트 (400) 아래 영역으로부터 컨베이어 벨트 (400) 위 영역으로 유동하는 일종의 샤프트 (430) 에 배치되고; 샤프트 (430) 는 컨베이어 벨트 (400) 의 측면에서 적합한 가이드 수단 (431) 의 벽에 의해, 그리고 건조기 세트업 (101) 의 하우징 (301) 의 달리 명시되지 않은 벽에 의해 형성된다.
이 점에 있어서, 엔드 모듈 (EM) 은 여기에서 배출 모듈 (300) 앞에 마지막 건조기 구역 (310) 을 형성하고; 원칙적으로, 엔드 모듈 (EM) 은, 변형예에서, 또한 열교환기 (WT) 없이 - 심지어 열교환기 (WT) 를 가지고, 그러나 특히 열교환기 (WT) 없이 실행될 수도 있고, 마지막 건조기 구역 (310) 은, 열이 물 흡수성 폴리머 입자들로부터 제거되지만, 물 흡수성 폴리머 입자들로 열의 도입이 없어서, 상기 입자들은 그것이 들어갈 때보다 더 차가운 온도에서 나오도록 설계되고; 배출 모듈 (300) 앞 마지막 건조기 구역 (310), 원칙적으로 전체 엔드 모듈 (EM) 이 그러면 (본원의 경우에서처럼) 냉각 구역으로서 역할을 한다.
재순환된 공기 (RL) 는 공기 인출 도관 (340) 의 흡입 섹션 (EA) 에서 건조기 세트업 (101) 으로부터 인출되고 공기 재순환 도관 (350) 을 통하여 공기 공급 섹션 (370) 에서 건조기 세트업 (101) 으로 다시 공급된다. 따라서, 공기 재순환 도관 (350) 은 건조기 세트업 (101) 에서 공기 유동 방향에 대해 상류 흡입 섹션 (EA) 과 공기 재순환 도관 (350) 에서 공기 유동 방향에 대해 하류 출구 섹션 (AA) 사이에 형성된 공기 인출 도관 (340) 을 갖는다. 바람직하게, 순환 공기 (UL) 는 특히 공기 순환 벤틸레이터 (320) 에 의해 운반되고, 그리고/또는, 예를 들어, 푸레쉬 공기는 특히 공기 공급 요소 (330) 에 의해 건조기 구역 (170) 에 공급되어서, 특히 푸레쉬 공기 (FL) 의 일부와 순환 공기 (UL) 는 예를 들어 다수의 건조기 구역들 (110, 120, 130, 140, 150, 160, 170) 에서 폴리머 겔을 통하여 순환될 수 있다. 마지막 구역들 중 하나 이상, 예컨대 170 에서, 순환 공기 (UL) 는 적어도 부분적으로 재순환된 공기로서 공기 인출 도관 (340) 에 의해 운반 방향 (C) 으로 마지막 건조기 구역 (170) 으로부터 제거된다. 생성물에서 증발된 물의 양으로부터 수분을 이용한 포화가 너무 높아지지 않도록, 운반 방향 (C) 으로 건조기 세트업 (101) 의 하류 영역에서 건조기 구역으로부터 공기 인출 도관 (340) 을 통하여 재순환된 공기 (RL) 의 제거를 착수하는 것이 유리하다는 것을 발견하였다. 건조기 세트업 (101) 의 하류 영역은 특히 건조기 세트업의 하류 절반부에 한정된다. 대응하여, 건조기 세트업 (101) 의 상류 영역은 특히 건조기 세트업의 상류 절반부에 한정된다. 작동시, 상류 영역은 바람직하게 100 ~ 250 g/㎏ 범위의 (건조 공기의 로딩으로서) 건조 공기의 절대 수분 함량을 갖는다. 건조기 세트업 (101) 의 상류 영역은 100 ~ 250 g/㎏ 범위의 건조 공기의 절대 수분 함량을 가지도록 설정된다. 작동시, 하류 영역은 100 ~ 150 g/㎏ 미만, 특히 100 g/㎏ 미만 범위의 (건조 공기의 로딩으로서) 건조 공기의 절대 수분 함량을 갖는다. 보다 특히, 재순환된 공기 (RL) 에 50 g/㎏ 미만의 재순환된 공기의 절대 수분 함량이 있다. 보다 특히, 재순환된 공기 (RL) 는 운반 방향 (C) 으로 건조기 세트업 (101) 의 상류 영역에서 공기 공급 섹션 (370) 에서 건조기 세트업 (101) 으로 다시 공급되고, 상류 영역은 바람직하게 건조기 세트업의 상류 절반부로 제한된다. 절대 수분 함량이 100 g/㎏ ~ 350 g/㎏ 사이의 범위에 있을 때 상류 건조기 구역들 중 하나에서 재순환된 공기 (RL) 의 재순환은 바람직하게 절대 수분 함량의 어떠한 큰 증가도 유발하지 않는다.
보다 바람직하게, 상기 조건에 부가적으로 또는 대안적으로, 건조기 세트업 (101) 의 상류 영역은, 절대 공기 수분 함량이 여전히 바람직한 최대 공기 수분 함량이거나 그 미만인 운반 방향 (C) 으로 하류에 배치된 건조기 구역까지 연장되고 적용 모듈 (200) 사이의 그 영역을 의미하는 것으로 이해되고; 모든 건조 구역들에서 바람직한 최대 공기 수분 함량은 200 g/㎏ ~ 350 g/㎏ 사이의 범위에 있다. 보다 특히, 상기 조건에 부가적으로 또는 대안적으로, 건조기 세트업 (101) 의 하류 영역은, 절대 공기 수분 함량이 여전히 더 바람직한 최대 공기 수분 함량, 특히 50 g/㎏ 미만인 운반 방향 (C) 에 반대 방향으로 상류에 배치된 건조기 구역까지 연장되는 배출 모듈 (300) 사이의 그 영역을 의미하는 것으로 이해되고; 이런 종류의 바람직한 최대 공기 수분 함량은 200 g/㎏ ~ 350 g/㎏ 사이의 범위에 있다.
일반적으로, 건조기 세트업 (101) 에서 생성물 스트림의 운반 방향 (C) 에 따라 바람직한 최대 절대 공기 수분 함량의 특히 바람직한 프로파일은 예를 들어 건조기 세트업 (101) 의 초반에서 100 g/㎏ 또는 건조기 세트업 (101) 의 상류 영역에서 100 g/㎏ ~ 250 g/㎏; 예를 들어, 건조기 세트업 (101) 의 중간 영역에서 200 g/㎏ ~ 350 g/㎏ (건조 공기의 로딩으로서 전체 최대 절대 공기 수분 함량); 건조기 세트업 (101) 의 하류 영역에서 100 ~ 150 g/㎏, 특히 100 g/㎏ 미만으로서 지정될 수 있다. 환언하면, 건조기 세트업 (101) 의 하류 영역으로부터 진행되는, 건조기 세트업 (101) 에서 생성물 스트림의 운반 방향 (C) 에 반대 방향으로, 건조 공기의 로딩으로서 절대 공기 수분 함량은, 바람직하게 건조기 세트업 (101) 의 대략 중간에서 공기 공급점까지, 그러나 적어도 건조기 세트업 (101) 의 하류 영역으로부터 진행되는 다음 공기 공급점까지, 바람직하게 계속 상승한다는 점을 기술할 수 있다.
도 2 에서 분명한 것처럼, 하우징 (301) 의 측면에 배치된 공기 인출 도관 (340) 에 의해, 재순환된 공기 (RL) 는 조절가능한 단면 (Q4) 을 갖는 제 1 스로틀 (342) 을 통하여 엔드 모듈 (EM) 로부터 인출되고, 예를 들어 도 1 에 도시된 대로, 공기 인출 라인 (341) 을 통하여 공기 재순환 도관 (350) 의 공기 재순환 라인 (354) 으로 공급된다. 재순환된 공기 (RL) 는 제 1 스로틀 (342) 의 스로틀 설정에 따라, 바람직하게 가변 유량으로 공기 인출 라인 (341) 을 따라 공기 인출 도관 (340) 에서 인출되어 안내된다. 이것에 대한 결정적인 인자는 마지막 건조기 구역 (310) 으로부터 조절가능한 단면 (Q1) 을 갖는 제 2 스로틀 (343) 을 통한 재순환된 공기 (RL) 의 추가 인출이고; 재순환된 공기는 차례로 공기 인출 라인 (341) 으로, 그러나 제 1 바이패스 라인 (341.1) 을 통하여 이동된다.
제 1 바이패스 라인 (341.1) 은 - 여기에서 컨베이어 벨트 (400) 위에서 단면 증가 (Q1) 를 갖는 제 1 공기 제거 섹션 (A1) 의 형성을 위해 그리고 컨베이어 벨트 (400) 아래에서 단면 증가 (Q4) 를 갖는 제 4 공기 제거 섹션 (A4) 의 형성을 위해, 공기 유동 방향에 대해 공기 인출 라인 (341) 의 하류 라인 섹션 (A) 에서 공기 인출 라인 (341), 즉 공기 유동 방향에 대해 흡입 섹션 (EA) 의 하류에 연결된다. 그러므로 도 2 의 실시형태는 2 개의 스로틀들 (342, 343) 을 도시하고, 각각의 스로틀은 공기가 유동할 수 있는 공기 인출 라인 (341) 또는 재순환된 공기 바이패스의 형성을 위한 제 1 바이패스 라인 (341.1) 의 단면 (Q4, Q1) 을 바꿀 수 있다. 이 경우에, 공기 제거 섹션 (A) 의 영역에서, 공기 인출 도관 (340) 은 재순환된 공기 바이패스로서 제 1 스로틀 (343) 을 구비한 제 1 바이패스 라인 (341.1) 을 포함한다. 공기 제거 섹션 (A) 은 건조기 세트업 (101) 의 공기 유동 방향에 대해, 상류 흡입 섹션 (EA) 의, 공기 유동 방향에 대해, 하류에 (그리고 예로서 도 3a 및 도 3b 에서 상세히 도시된 공기 재순환 도관 (350) 을 위한, 공기 유동 방향에 대해, 하류 출력 섹션 (AA) 의, 공기 유동 방향에 대해 상류에) 형성된다. 제 1 바이패스 라인 (341.1) 과 형성된 도입되는 재순환된 공기 바이패스 때문에 공기 인출 도관 (340) 의 공기 제거 섹션 (A) 에서의 유동 단면은 단면 증가 (Q1) 를 구비한다. 재순환된 공기 (RL) 가 공기 인출 도관 (340) 의 공기 제거 섹션 (A) 에서 감소된 유량으로 제거되도록 단면 증가 (Q1) 가 이루어진다. 게다가, 바이패스 라인 (341.1) 및 공기 인출 라인 (341) 의 전체 단면에 대해, 조절가능하고 훨씬 더 큰 단면이 엔드 모듈 (EM) 로부터 재순환된 공기 (RL) 의 인출에 이용가능하고; 결과적으로, 재순환된 공기 (RL) 는 또한 공기 유동 방향에 대해 상류 흡입 섹션 (EA) 에서 감소된 유량으로 건조기 세트업 (101) 으로부터 인출된다. 공기 인출 라인 (341) 에서 공기 제거 섹션 (A) 에서 - 그러나 적어도 공기 제거 섹션 (A) 에서 단면 증가 (Q1, Q4) 지점들에서 - 유량은, 제 1 바이패스 라인 (341.1) 또는 흡입 섹션 (EA) 의 크기 증가 때문에 언급된 단면 증가 (Q1, Q4) 없이 공기 유동 방향에 대해 상류 흡입 섹션 (EA) 에서 흡입률보다 더 낮다.
흡입 섹션이 증가된 크기로 형성되기 때문에 공기 인출 라인 (341) 으로 입자들의 흡입은 흡입 섹션 (EA) 의 영역에서 이미 상당히 감소되고; 이 장점은 베이스로부터 입자들에 대한 흡입 개연성이 그 시점에 특히 높기 때문에 베이스에 가까운 흡입 섹션 (EA) 의 경우에 특히 가치가 있다. 더욱이, 이동된 입자들의 원치 않는 추가 수송이 회피되지만, 상기 단면 증가 (Q1) 로 인해 적어도 상당히 감소된다.
원칙적으로 그러나 비강제적으로, 할당된 공기 인출 라인 (341) 의 코스에 대해 가변 유량으로 공기 인출 도관 (340) 에서 재순환된 공기 (RL) 를 제거할 수 있다. 이 경우에, 공기 인출 도관 (340) 은 공기 인출 라인 (341) 및 제 1 바이패스 라인 (341.1) 을 포함하고; 여기에서 제 1 스로틀 (342) 은 컨베이어 벨트 (400) 아래에 있고 제 2 스로틀 (343) 은 컨베이어 벨트 (400) 위에 있다. 그 목적으로, 2 개의 스로틀은 각각 가변적으로 조절가능하고, 특히 개 루프 및/또는 폐 루프 제어에 의해 적극적으로 제어가능한 스로틀 밸브를 갖는다. 따라서, 바이패스 라인 (341.1) 및 공기 인출 라인 (341) 의 전체 단면은 가변적으로 조절가능하다.
본원의 경우에, 재순환된 공기 (RL) 는 컨베이어 벨트 (400) 아래에서 엔드 모듈 (EM) 로부터 인출된다. 공기 재순환 라인 (341) 으로 재순환된 공기 (RL) 와 입자들 및/또는 분진의 흡입은, 폴리머 입자들 또는 다른 입자들 또는 분진이 재순환 라인 (354) 에 도달하기 전, 환언하면, 보다 특히, 공기 재순환 도관 (350) 에서 내장품들로, 특히 내부에 제공된 가열 레지스터들 또는 공급 공기 가열기들로 도착하기 전 폴리머 입자들 또는 다른 입자들 또는 분진이 공기 재순환 라인 (341) 에서 심지어 유입되거나 그렇지 않으면 침전될 수 없는 이러한 낮은 레벨로 유량을 조절함으로써 전반적으로 낮게 유지될 수 있다. 이 경우에, 침전된 폴리머 입자들 (500) 은 침전 영역 (347) 에서 공기 인출 라인 (341) 의 하단부에 수집된다.
제 1 스로틀 (342) 의 가변적 단면을 통하여, 입자들이 침전할 수 있는 이러한 낮은 레벨로 유량을 조절할 수 있다. 필요하면, 재순환된 공기 (RL) 의 유량은, 또한 재순환된 공기 바이패스 스로틀로도 불리는, 제 2 스로틀 (343) 의 가변적 단면으로 부가적으로 조절될 수 있다. 제 1 및 제 2 스로틀들 (342, 343) 각각은 스로틀 밸브의 형태를 취할 수도 있다. 본원의 경우에, 공기 인출 도관 (340) 은 부가적으로 공기 재순환 라인 (341) 의 나머지의 단면과 비교해 증가된 단면을 특징으로 하는 침전 영역 (347) 을 가지고; 이 목적으로, 예를 들어, 공기 재순환 라인 (341) 에서 곡선, 코너 또는 만곡부를 이용할 수 있다.
게다가, 변형예에서, 공기 인출 라인 (341) 은 도 1 및 도 3a 에 도시된 전체 스로틀로도 불리는 제 3 스로틀 (344) 에 의해 하류 공기 유동 방향으로 단면 값 면에서 원칙적으로 가변한 조절가능한 단면을 가지는 것이 가능하고; 이것은 공기 재순환 라인 (354) 의 상기 단면에서 유량을 조절하기 위한 부가적 조절 수단이다. 이런 식으로, 또한, 재순환된 공기 (RL) 에 대한 전체 재순환 출력에서 연관된 작은 감소를 수용할 수 있다면, 재순환된 공기 (RL) 에서 입자들의 "강하 (fallout)" 를 촉진할 수 있다.
도 3a 는, 개략적 형태로, - 운반 방향 (C) 에 따른 단면에서, 여기에서 도 3a (그리고 또한 도 3b) 에서 전술한 공기 인출 도관 (340) 은 설명을 이해시키기 위해 운반 방향 (C) 에 따른 이 단면으로 투영됨 - 도 2 의 제 1 실시형태에 대해, 즉 마지막 건조기 구역 (310) 의 엔드 모듈 (EM) 에서 공기 인출 도관 (340) 및 공기 재순환 도관 (350) 에 대해 추가로 개선된 제 1 실시형태의 실행을 도시하고; 이것은 본질적으로 도 1 의 보다 상세한 도면에 대응한다.
도 3a 에 도시된 대로, 공기 유동 방향에 대해 하나 이상의 부가적 하류 필터들 (353) 에 의해 입자들, 특히 또한 초미세한 입자들의 혼입을 감소시킬 수 있지만, 어떠한 압력 강하도 고려하지 않는다. 유사하게, 필터들은 또한 공기 인출 라인 (341) 또는 그렇지 않으면 바이패스 라인 (341.1) 에 포함될 수도 있다.
이 목적으로, 도 3a 는 차례로 - 도 2 에서 A 로 지칭되는 것처럼 - 제 1 공기 제거 섹션 (A1) 의 영역에서 공기 인출 도관 (340) 과 제 1 바이패스 라인 (341.1) 및 재순환된 공기 바이패스로서 제 1 스로틀 (343) 을 도시한다. 여기에서 - 도 2 에서처럼 - 제 1 공기 제거 섹션 (A1) 은 공기 인출 라인 (341) 의 수직 라인 섹션과 형성되고, 여기에서 공기 인출 라인 (341) 의 수직 라인 섹션은 단면 증가 (Q1) 를 갖는다.
게다가, 제 2 공기 제거 섹션 (A2) 의 영역에서, 제 2 바이패스 라인 (341.2) 은 여기에서, 즉 외부 푸레쉬 공기 (FL) 를 위한 공기 공급 바이패스에서, 공기 공급 바이패스 스로틀로서 제 4 스로틀 (345) 을 구비하였다. 이 점에 있어서, 이 실시형태에서, 제 1 바이패스 라인 (341.1) 의 재순환된 공기 바이패스를 통한 재순환된 공기 (RL) 및 제 2 바이패스 라인 (341.2) 의 공기 공급 바이패스를 통한 푸레쉬 공기 (FL) 는 공기 인출 도관 (340) 으로, 그 후 공기 재순환 도관 (350) 으로 도입될 수 있다. 벤틸레이터들 (351), 열교환기들 (352) 및 필터들 (353) 과 같은 내장품들과, 공기 인출 라인 (341), 바이패스 라인 (341.1) 및 공기 재순환 라인 (354) 과 같은 대응하는 라인들은, 마지막 건조기 구역 (310) 에 대한 엔드 모듈 (EM) 의 하우징 (301) 에 의해 도 2, 도 3a 및 도 3b 에 각각 도시된, 건조기 세트업 (101;도 1, 도 4) 의 주변의 통기 세트업 (102) 의 부품들이다.
도 3b 는, 도 1 내지 도 3a 의 제 1 실시형태에 대해 추가로 개선된, 운반 방향 (C) 으로 배출 모듈 (300) 의 상류에서 마지막 건조기 구역 (310) 의 엔드 모듈 (EM) 을 구비한 공기 순환 벨트 건조기의 제 2 실시형태를 개략적 형태로 도시한다. 도 3b 는 이것을 운반 방향 (C) 에 따른 단면으로 도시하고, 도 3a 에서 전술한 공기 인출 도관 (340) 은 설명을 이해시키기 위해 운반 방향 (C) 에 따른 이 단면으로 투영되었다.
제 2 실시형태의 경우에, 원심 분리기 (349) 를 갖는 공기 인출 라인은 공기 인출 도관 (340) 에 도시되어 있다. 선택적으로 추가 활성 요소들을 구비한 원심 분리기 (349) 는, 혼입된 폴리머 입자들이 침전되도록 구성된다.
보다 특히, 혼입된 폴리머 입자들은 컨베이어 벨트 (400) 의 편향 롤 (410B) 위에 침전될 수 있다. 보다 특히, 건조된 초흡수성 폴리머 (420) 를 제거함으로써 입자들 및/또는 미세한 분진들은 건조기 세트업 (101) 에서 라인 흡입 영역에 가까운 증가된 정도로 침전될 수 있고; 이것은 또한 예를 들어 크로스-베인 (cross-vane) 파쇄기의 형태를 취할 수 있는 분쇄기 (410C) 에서 분쇄함으로써 향상된다.
도 6 을 참조하여 추가로 설명한 대로, 도 3a 및 도 3b 에 도시된 제 1 및 제 2 실시형태들의 양태들은 여기에 도시되지 않은 실시형태에서 조합될 수 있다. 보다 특히, 예를 들어 - 도 6e 의 대표 예로 도시된 대로 - 공기 인출 라인 (341) 의 확대부를 제공하는 것이 유리하다. 공기 인출 라인 (341) 의 확대부는 도 6e 에서 상세히 설명한 대로 큰 단면의 라인 흡입 영역 (341L) 에 의해 부가적으로 또는 대안적으로 달성될 수 있다. 큰 단면의 라인 흡입 영역 (341L) 의 예들은 실린더형 유동 채널 (341Z) 및/또는 확대 디퓨저, 퍼널 또는 유사한 유동 채널 형태 (341D), 또는 침전 챔버 또는 유사한 확대부로서 도 6e 에서 점선들로 나타나 있다. 이미 도 6e 에서 상세히 설명한 대로 큰 단면의 라인 흡입 영역 (341L) 은 공기 인출 라인 (341) 으로 입자들이 흡입되는 위험을 감소시킨다.
배출 모듈 (300) 의 하우징에, 원심 분리기 (349), 예를 들어 사이클론에 대한 연결부를 가지는 플랜지 (302) 가 장착될 수도 있다. 단면 증가 (Q3) 를 갖는 제 3 공기 제거 섹션 (A3) 을 형성하도록 입자들 및 초미세한 입자들이 침전될 수 있다. 산업상 규모 플랜트들에서, 사이클론들은 고체 입자들 및 액체 입자들 양자를 분리하는 역할을 하고; 이 점에 있어서, 원심 분리기는 잔류 수분을 갖는 물 흡수성 폴리머 입자들을 분리하기에 특히 적합하다. (원심기와 대조적으로) 원심 분리기 (349) 에서, 캐리어로서 재순환된 공기 (RL) 는 자체 유량 및 원심 분리기 (349) 의 대응하는 구성에 의해 회전 운동으로 설정된다. 입자들에 작용하는 원심력은 입자들을 반경방향으로 바깥쪽으로 가속화된다. 그 입자들은, 안으로 향하고 공기 재순환 라인 (354) 의 연속부를 형성하는 중앙 침지 튜브로 제거되는, 재순환된 공기 (RL) 의 스트림으로부터 분리된다. 배출 모듈 (300) 에서 위치결정은 분쇄기 (410C) 로 출력부로 침전된 입자들의 직접 재순환을 허용한다. 예를 들어, 침전된 입자들의 배출 및 수집을 위해, "빅백" 위를 포함한 그밖의 다른 위치결정을 생각할 수 있다.
공기 인출 라인 (341) 에서, 침전 영역 (347) 에 유사하게 원심 분리기 (349) 는 부가적으로 원치 않는 입자들 및 초미세한 분진들에 대한 전체 공기를 세정하고, 따라서 공기 재순환 라인 (354) 에서 열교환기 (351), 벤틸레이터 (352) 또는 다른 내장품들의 차단 및 스티킹을 감소시키는 추가 수단을 제공한다. 여기에서 원심 분리기를 통합하는 도시된 옵션은 또한 공기 순환 벨트 건조기 (1000) 에서 다른 위치들에서 가능하다. 도 3b 에 도시된 원심 분리기 (349) 는 공기 재순환 라인 (354) 에서 전체 스로틀로서 제 3 스로틀 (344) 에 연결되고, 이것에 의해 입자들이 없는 재순환된 공기 (RL) 가 열교환기 (352) 및 벤틸레이터 (351) 와 같은 공기 순환 내장품들을 통하여 공기 재순환 도관 (350) 으로 다시 공급될 수 있다.
도 4 는, 마지막 건조기 구역 (310) 으로서, 도 1 및 도 3a 에서처럼 공기 인출 도관 (340) 을 구비하고 건조기 세트업 (101) 으로 재순환된 공기 (RL) 의 재순환을 위해 건조기 세트업 (101) 에 다시 연결되는 공기 재순환 도관 (350) 을 구비한 배출 모듈 (300) 의 상류에서 엔드 모듈 (EM) 을 개략적 형태로 도시한다. 건조기 세트업 (101) 의 상단에 연결된 것은 - 도 1 에 도시된 대로 - 통기 세트업 (102) 이고, 여기서 통기 세트업 (102) 과 조합되는 건조기 세트업 (101) 은 여기서 건조 모듈 (100) 로서 지칭된다. 통기 세트업 (102) 의 일부로서, 공기 재순환 도관 (350) 은 다수의 내장품들, 즉 본원의 경우에 재순환된 공기 (RL) 및/또는 푸레쉬 공기 (FL) 의 순환을 위한 벤틸레이터 (351) 및 열교환기 (352) 를 갖는다.
게다가, 도 4 에서 개략적 형태로 도시된 공기 순환 벨트 건조기 (1000) 에서, 수분 함유 폐 공기 (AL) 를 가이드하기 위한 폐 공기 도관 (360) 이 제공되고, 여기서 폐 공기 (AL) 는 재순환하도록 의도되지 않고, 릴리스 스로틀 (362) 을 통하여 환경으로 방출된다. 폐 공기 도관 (360) 은 마찬가지로 하나 이상의 건조기 구역들 (TZi; i = 1 ... n) 로부터 수분 함유 폐 공기 (AL) 를 흡입하고 릴리스 스로틀 (362) 을 통하여 환경으로 폐 공기를 방출하기 위한 벤틸레이터 (361) 와 같은 내장품들을 갖는다. 예로서, 5 개의 건조기 구역들 (TZi; i = 1 ... n = 5) 중에서, 건조기 세트업 (101) 의 마지막 3 개의 건조기 구역들 (TZ_n-2, TZ_n-1, TZ_n) (배출 모듈 (300) 앞 마지막 건조기 구역 (310/TZ_n) 을 위한 엔드 모듈 (EM)) 이 도시되어 있다.
지금까지 상세하게 설명된 실시형태들과 대조적으로, 도 4 의 벨트 건조기 (1000) 에서, 단부 영역에서, 각각의 경우에, 끝에서 두 번째의 건조기 구역 (TZ_n-1) 과 그 앞의 구역 (TZ_n-2) 은 다수의 4 개 또는 5 개의 동일하게 지정된 열교환기들 (WT1, WT2, WT3, WT4, WT5) 을 구비하고; 이들은 각각, 예를 들어, 건조기 구역 (TZ_i; i = 1 ... n; 여기에서 n = 5) 을 형성하도록 다른 모듈들과 함께 조립될 수 있는 건조 모듈의 일부의 형태를 취할 수 있고 - 마지막 건조기 구역 (TZ_n; 배출 모듈 (300) 앞 엔드 모듈 (EM) 을 구비한 마지막 건조기 구역 (310)) 은 공기 순환 벤틸레이터 (320) 및 공기 공급 요소 (330), 예를 들어 공기 밸브를 가지고; 공기 순환 벤틸레이터 (320) 및 공기 공급 요소 (330) 의 조합은 또한 공기 순환 유닛으로도 지칭될 수 있다. 여기에 도시되지 않은 변형예에서, 다수의 공기 순환 벤틸레이터들 (320) 및/또는 공기 공급 요소들 (330) 은 각각 건조기 구역들 (TZi; i = 1; 여기에서 n = 5) 에 제공되는 것이 또한 가능하다.
여기에서 예로서 명시된 이런 방식으로, 또한 다수의 건조기 구역들 (TZi; i = 1 ... n; 여기에서 n = 5) 은 달리 명시되지 않은 제어 구역을 형성하도록 조합될 수 있고; 각각의 제어 구역에 대해, (실질적으로 다른 것들에 독립적으로) 달리 명시되지 않은 온도 및 압력 센서들이 제공될 수 있다. 이들은 단지 측정점들로서 또는 부가적으로 또는 대안적으로 예를 들어 개 루프 및/또는 폐 루프 제어 센서들로서 역할을 할 수도 있다. 게다가, 본원의 경우에, 각각의 건조기 구역 (TZ_n, TZ_n-1) 은, - 여기에서 각각의 경우에 스로틀 밸브로서 도시된 - 적어도 하나의 공기 공급 요소 (330) 및/또는 폐 공기 요소 (363) 를 갖는다.
배출 모듈 (300) 은 본원의 경우에 별도로 지칭된다. - 위에서 설명된 실시형태들에서처럼 - 엔드 구역으로도 지칭되는 마지막 건조기 구역 (310, TZ_n) 은 공기 순환 벤틸레이터 (320) 및 공기 공급 요소 (330) 를 갖는다. 또한 공기 인출 라인 (341) 에서 재순환된 공기 스로틀의 형성을 위해 스로틀 밸브로서 도시된 제 1 스로틀 (342), 및 공기 공급 바이패스의 형성을 위해 제 1 바이패스 라인 (341.1) 에서 재순환된 공기 바이패스 스로틀의 형성을 위해 제 2 스로틀 (343) 은 도시된다. 전체 스로틀로서 제 3 스로틀 (344) 은 재순환된 공기 (RL) 의 스트림을 조정하도록 공기 재순환 라인 (354) 으로의 공기 인출 라인 (341) 에 장착된다. 공기 공급 바이패스 스로틀의 형성을 위한 제 4 스로틀 (345) 은 공기 공급 바이패스의 형성을 위한 제 2 바이패스 라인 (341.2) 에 배치된다.
도 5 는, 중합 (S1), 건조 (S2) 및 분쇄 (S3) 의 단계들이 도시된 제조 프로세스의 시퀀스를 개략적 형태로 도시한다.
건조 (S2) 를 위해, 단계 (L2) 에서, 건조기 세트업 (101) 으로부터 재순환된 공기는 적어도 부분적으로 공기 인출 도관 (340) 으로 제거된다. 단계 (L1) 에서, 재순환된 공기 (RL) 는 공기 재순환 도관 (350) 을 통하여 건조기 세트업 (101) 으로 다시 공급된다. 단계 (L3) 에서, 원칙적으로 공기 재순환 도관 (350) 으로 공기 인출 도관 (340) 내 재순환된 공기 (RL) 의 가이드를 위해 3 가지 옵션들이 있는데, 이들은 - 단독으로 또는 조합하여 - 여기에서 도시된 대로 이용될 수 있다. 모든 옵션들은 단면 증가 (Q, Q1, Q2, Q3) 를 갖는 공기 인출 도관 (340) 의 공기 제거 섹션 (A, A1, A2, A3) 에 유동 단면을 제공하는 역할을 한다. 적어도 공기 인출 도관 (340) 의 공기 제거 섹션 (A, A1, A2, A3) 에서 재순환된 공기 (RL) 가 공기 유동 방향에 대해 상류 흡입 섹션 (EA) 에서 흡입률 미만의 유량으로 제거되도록 단면 증가가 이루어진다. 부가적으로 또는 대안적으로, 언급한 대로 단면 증가 (Q4) 는 부가적으로 건조기 세트업 (101) 에서 공기 유동 방향에 대해 상류 흡입 섹션 (EA) 에 제공될 수도 있다.
기본 옵션은 단지 단계 (L30) 에서만 공기 인출 라인 (341) 을 통하여 재순환된 공기 (RL) 를 제거하는 것이다. 공기 인출 라인 (341) 에서 (선택적으로 비교적 저 단면에서) 유량이 너무 높은 레벨이라면, 제 1 옵션은 전체 스로틀로서 위에서 언급한 제 3 스로틀 (344) 을 조절하는 것이다.
제 1 추가 옵션 (L31) 에서, 제 1 바이패스 라인 (341.1) 이 재순환된 공기 바이패스로서 이용될 수 있고; 이것은 제 1 옵션 (L31) 에 대해 대응하는 화살표 기호로 나타낸다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 공기 인출 라인 (341) 은 제 1 바이패스 라인 (341.1) 을 구비할 수도 있다.
제 2 옵션 (L32) 은 공기 공급 바이패스로서 제 2 바이패스 라인 (341.2) 을 이용하는 것이고; 이것은 제 2 옵션 (L32) 에 대해 대응하는 화살표 기호로 나타낸다. 예를 들어, 다른 실시형태에서, 공기 인출 라인 (341) 은 제 2 바이패스 라인 (341.2) 으로 구현될 수도 있다.
제 3 옵션 (L33) 은, 공기 인출 라인 (341) 에서 유량을 감소시키기 위해서, 공기 인출 라인 (341) 에 배치된 침전 챔버 (348), 원심 분리기 (349) 또는, 가장 간단한 경우에, 유동 단면 확대부, 예로 큰 단면 (예를 들어 실린더형, 타원형, 각형, 특히 정사각형 또는 직사각형, 유동 채널 (341Z) 및/또는 확대 디퓨저, 퍼널 또는 유사한 유동 채널 형태 (341D) 또는 공기 인출 라인 (341) 의 유사한 확대부) 의 라인 흡입 영역 (341L) 또는 침전 영역 (347) 을 이용하는 것이고; 이것은 제 3 옵션 (L33) 에 대해 대응하는 화살표 기호로 나타나 있다. 예를 들어, 옵션 (L33) 에 따른 플랜트는 단지 공기 인출 라인 (341) 및 침전 챔버 (348) 로 구현될 수도 있다.
옵션들 (L31, L32, L33) 은 구성 면에서 서로 독립적으로 구현될 수 있고, 일단 고정되면, 처음에는 불변일 수도 있고, 즉 가변할 수 있지만 고정될 수도 있다. 하지만, 또한 공기 순환 벨트 건조기 (1000) 의 경우에 옵션들을 상황에 따라 조합하고 그리고/또는 변경하고, 즉 옵션들을 스위칭 온 또는 오프하고 그리고/또는 개 루프 및/또는 폐 조절 목적으로 도 3a 에 도시된 스로틀들 (342, 343, 344, 345) 또는 필터 (353) 의 스로틀 설정을 조절할 수 있다.
도 6 은, 변형된 실시형태들에서 개별적으로 또는 서로 임의의 조합으로 구현가능한, 원칙적으로 전술한 대로, 재순환된 공기 (RL) 의 안내를 위해 공기 인출 라인 (341) 의 라인 섹션에서 공기 가이드 수단 (600) 의 구현을 위한 5 개의 특히 바람직한 실시예들을 상징적 형태로 도시한다. 이 목적으로, 도 6a 내지 도 6f 의 공기 가이드 수단 (600) 는 다른 바람직한 변형예들에서 단면 증가 (Q1, Q2, Q3, Q4) 를 가지는 공기 제거 섹션 (A1, A2, A3, A4) 의 형성을 위해 실행된다.
그러므로, 단면 증가 (Q1, Q2, Q3, Q4) 는, 일반적으로, 공기 제거 섹션 (A1, A2, A3, A4) 이 공기 인출 라인의 다른 단면과 비교해 증가된 단면을 가져서, 적어도 공기 인출 도관의 공기 제거 섹션 (A1, A2, A3, A4) 에서 재순환된 공기 (RL) 가 다른 단면과 비교해 감소된 유량으로 제거되는 것을 의미하는 것으로 이해된다.
공기 인출 도관의 공기 제거 섹션의 단면을 증가시키는 단면 증가는, 특히, 공기 유동 방향에 대해 제 1 상류 단면의 공기 제거 섹션 (A1, A2, A3, A4) 의 단면이 공기 유동 방향에 대해 제 2 하류 단면으로 확대되는 것을 의미하는 것으로 이해되고 - 이것은 적어도 도 6a, 도 6b, 도 6f 의 실시예들의 경우이다.
이 점에 있어서, 단면 증가는 부가적으로 또는 대안적으로 특히 또한, 공기 유동 방향에 대해 건조기 세트업의 상류 흡입 섹션에서 공기 제거 섹션은 크게 확대된 흡입 영역을 형성하는 단면을 갖는 라인 흡입 영역을 가지는 것을 의미하는 것으로 이해되고 - 이것은 적어도 도 6e 의 실시예의 경우이다. 보다 특히, 그런 경우에 라인 흡입 영역은 공기 인출 도관의 추가 공기 인출 라인과 비교해 증가된 크기를 가지고, 특히 공기 재순환 도관에서 운반 수단의 공기 도관 단면과 비교해 증가된 크기를 갖는다. 대응하여, 라인 흡입 영역은, 확대된 흡입 영역을 형성하도록, 확대된 실린더형, 타원형, 각형, 특히 정사각형 또는 직사각형, 또는 다른 형상의 단면의 유동 채널을 가질 수도 있다. 라인 흡입 영역은 또한, 예를 들어, 확대된 흡입 영역의 형성을 위해 디퓨저, 퍼널 또는 유사한 유동 채널 형태를 취할 수도 있다.
따라서, 본 개념의 제 1 변형예에서는, 일반적으로, 적어도 공기 인출 도관의 공기 제거 섹션에서 재순환된 공기가 감소된 유량으로 제거되는 경우일 수도 있다. 이것은, 예를 들어, 공기 인출 도관에서 공기 인출 라인 (341) 으로 하나 이상의 바이패스 라인들 (341.1, 341.2) 이 제공되므로 구현될 수 있고 - 이것은 적어도 도 6c, 도 6d 의 실시예들의 경우이다. 공기 인출 도관에서 바이패스 라인 때문에, 즉 공기 인출 도관은 이제 공기 인출 라인 (341) 의 단면 (Q<) 및 공기 인출 라인의 상기 단면보다는 바이패스 라인 (341.1) 의 단면 (Q>) 을 가진다는 점에서, 공기 인출 도관의 공기 제거 섹션의 전체 단면 (Q> + Q<) 이 상기 개념의 방식으로 증가된다. 공기 인출 도관의 증가된 전체 단면 (Q> + Q<) 때문에, 전반적으로, 재순환된 공기는 적어도 공기 인출 도관의 공기 제거 섹션에서 감소된 유량으로 제거되고; 이 경우에, 감소된 유량은 특히 공기 유동 방향에 대한 공기 인출 라인의 하류 단면에 비해 감소된다.
유리하게도, 그리고 부가적으로 또는 대안적으로, 공기 인출 도관의 공기 제거 섹션의 단면은 공기 제거 섹션의 코스를 통하여 예를 들어 점진적으로 또는 단계적으로 증가되고; 환언하면, 공기 제거 섹션의 단면은 공기 유동 방향에 대한 제 1 상류 단면으로부터 공기 유동 방향에 대한 제 2 하류 단면까지 증가하고 - 이것은 적어도 도 6a, 도 6b, 도 6f 의 실시예들의 경우이다.
그러나 또한 바이패스 라인의 상기 예에 대해, 공기 유동 방향에 대한 이 제 2 하류의 증가된 단면은 공기 인출 라인과 바이패스 라인의 연결 지점에서 - 즉 공기 제거 섹션 (A1; 도 6d) 또는 공기 제거 섹션 (A2; 도 6c) 에서 형성될 수 있다. 도 6c 및 도 6d 에서, 이것은 점선들로 나타낸 연결 지점에서 확대된 바이패스 라인들 (341.1', 341.2') 에 의해 도시되고; 이 점에 있어서, 그런 바이패스 라인 (341.1, 341.2) 의 특히 바람직한 조합은, 연결 지점에서 확대된 바이패스 라인들 (341.1', 341.2') 에 의해 공기 제거 섹션 (A1, A2) 의 증가된 단면으로 구현된다.
부가적으로 또는 대안적으로, 공기 유동 방향에 대해 이런 제 2 하류의 증가된 단면은 또한 공기 인출 라인의 코스에 대해, 예를 들어 공기 인출 라인의 침전 챔버, 원심 분리기 또는 확장 영역에 의해, 공기 인출 라인에서 다른 방식으로 형성될 수도 있고 - 이것은 적어도 도 6a, 도 6b, 도 6f 의 실시예들의 경우이다. 이런 식으로, 적어도 공기 인출 도관의 공기 제거 섹션에서 (예를 들어 공기 유동 방향에 대해 하류의 증가된 단면에서) 재순환된 공기는 공기 인출 도관의 흡입 섹션에서 흡입률보다 더 낮은 감소된 유량으로 제거된다.
일반적으로, 본 개념의 제 2 변형예에서는, 부가적으로 또는 대안적으로, 적어도 증가된 단면의 공기 인출 도관의 흡입 섹션에서 재순환된 공기가 감소된 흡입률로 제거가능한 경우이다. 이것은 이미 공기 인출 라인에서 큰 단면의 라인 흡입 영역에 의해 달성될 수 있고 - 이것은 적어도 도 6e 의 실시예의 경우이다. 결과적으로, 전반적으로, - 공기 인출 도관의 공기 제거 섹션으로서 - 적어도 증가된 단면의 흡입 섹션 (EA) 에서 재순환된 공기는 감소된 유량으로 제거되고; 이 경우에, 감소된 유량은 특히 공기 유동 방향에 대한 공기 인출 라인의 하류 단면과 비교해 감소된다.
감소된 유량 및 증가된 단면적 증가에 대한 모든 상기 세부사항들은 동일한 공기 운반율에 관하여 적용가능하다.
단면 증가 (Q1, Q2, Q3, Q4) 는 공기 가이드 수단에서 더 큰 단면 (Q>) 과 공기 인출 라인 (341) 의 라인 섹션에서 공기 유동 방향에 대한 상류의 더 작은 단면 (Q<) 사이 차이로서 형성되고 예로서 도 6a 내지 도 6f 에 도시되어 있다.
구체적으로, 도 6a 는 도 3b 와 유사하게 공기 인출 라인 (341) 의 라인 섹션을 도시하고, 상기 공기 가이드 수단 (600A) 은, 공기 제거 섹션 (A3) 에서, 즉 원심 분리기 (349) 내에서, 공기 유동 방향에 대한 상류 라인 섹션에서 공기 인출 라인 (341) 의 더 작은 단면 (Q<) 을 초과하는 더 큰 단면 (Q>) 을 가지는 원심 분리기 (349) 의 형태를 취한다. 재순환된 공기 (RL) 는 측면에서 원심 분리기 (349) 로 도입되고, 순환되고 침지 튜브를 통하여 흡출되어서 추가 공기 재순환 라인 (354) 을 형성한다. 원심력과 중력의 결과로서, 폴리머 입자들 (500) 은 원심 분리기 (349) 의 하부 영역에 침전될 수 있고 플랩 또는 유사한 밸브 (501) 를 통하여 인출될 수 있다.
아주 유사한 방식으로, 도 6b 는 침전 챔버 (348) 형태의 공기 인출 라인 (341) 의 라인 섹션에서 공기 가이드 수단 (600B) 을 도시한다. 침전 챔버 (348) 내 공기 제거 섹션 (A3') 은 공기 안내 섹션 (A3') 에서 단면 (Q3 = Q> - Q<) 증가를 형성하도록 공기 유동 방향에 대해 공기 인출 라인 (341) 의 상류 섹션 (Q<) 과 비교해 더 큰 단면 (Q>) 을 갖는다. 공기 안내 섹션 (A3') 에서 유동 감속 결과로서, 입자들은, 그것의 중량으로 인해, 공기 안내 섹션 (A3') 에서 공기 유동의 더 낮은 운동 에너지에 대해 재순환된 공기 (RL) 의 공기 스트림으로부터 분리될 수 있고 침전 챔버 (348) 의 하부 영역에서 침전될 수 있다. 침전된 입자들 (500) 은 적합한 플랩들 또는 밸브들 (501) 을 통하여 인출될 수 있다. 도 6c 는, 제 2 바이패스 라인 (341.2) 은, 즉 제 2 바이패스 라인 (341.2) 과 공기 인출 라인 (341) 의 T-형 라인 연결부 방식으로, 공기 인출 라인 (341) 에 연결되는 공기 인출 라인 (341) 의 라인 섹션을 도시한다. 이런 식으로, 푸레쉬 공기 (FL) 의 스트림은 재순환된 공기 (RL) 의 스트림에 부가될 수 있다. 심지어 제 2 바이패스 라인 (341.2) 을 기반으로, (바이패스 라인 (341.2) 이 없는 상황과 비교해) 동량의 공기가 운반된다는 가정에 대해, 공기 인출 도관의 전체 단면은 "Q<" 로부터 "Q< + Q>" 로 증가된다. 게다가, 하지만, 공기 제거 섹션 (A2) 은, 공기 유동 방향에 대한 공기 인출 라인 (341) 의 상류 섹션에서 작은 단면 (Q<) 보다 더 큰 단면 (Q>) 을 가지도록, 제 2 바이패스 라인 (341.2) 에 대한 공기 인출 라인 (341) 의 T-형 라인 연결부에 형성된다. 공기 제거 섹션 (A2) 에서, 따라서 단면 증가 (Q2 = Q> - Q<) 가 있고, 이것은, 특히 공기 유동 방향에 대해 공기 인출 라인의 상류 단면과 비교해 감소된, 공기 인출 라인 (341) 에서, 그러나 적어도 공기 제거 섹션 (A2) 에서, 즉 단면 증가 (Q2 = Q> - Q<) 영역에서 재순환된 공기 (RL) 의 스트림에 감소된 유량을 유발한다. 푸레쉬 공기 (FL) 와 재순환된 공기 (RL) 의 보통 동일한 유량에 대해, 도 6c 의 경우에, 공기 제거 섹션 (A2) 은 예를 들어 라운딩, 벌지 등에 의해 특히 큰 크기로 부가적으로 증가되는 것으로 상정할 수 있고; 이것은 보다 특히 점선의 바이패스 라인 (341.2') 의 경우로 도시된다. 전체적으로, 모든 위에서 언급한 방안들은, 단독으로 또는 조합하여, 공기 인출 라인 (341) 에서, 특히 증가된 단면의 공기 제거 섹션 (A2) 의 영역에서 재순환된 공기 (RL) 의 스트림에 감소된 유량을 유발한다.
따라서, 재순환된 공기 (RL) 의 스트림에서 입자들은 재순환된 공기 (RL) 의 공기 스트림에서 석출되고 공기 인출 라인 (341) 의 하부 상류 섹션에서 수집될 수 있다 (여기에서 미도시됨). 제 2 바이패스 라인 (341.2) 에 대한 T-형 라인 연결부의 상류에서 공기 인출 라인 (341) 의 상류 섹션은 바람직하게 수직 프로파일을 갖는다.
바람직하게, 제 2 바이패스 라인 (341.2) 에서 바이패스 공기 스트림은 이미 공기 인출 라인 (341) 의 흡입 섹션 (EA) 에서 공기 흡입률을 감소시키고, 이것은 이미 마지막 건조기 구역 (310) 으로부터 공기 재순환 라인으로 입자들의 혼입을 회피한다.
도 6d 는 공기 인출 라인 (341) 의 제 1 바이패스 라인 (341.1) 에 의해 형성된 공기 인출 라인 (341) 의 라인 섹션에서 공기 가이드 수단 (600D) 을 도시한다. 심지어 제 1 바이패스 라인 (341.1) 을 기반으로, (바이패스 라인 (341.1) 이 없는 상황과 비교해) 동량의 공기가 운반된다는 가정에 대해, 공기 인출 도관의 전체 단면은 "Q<" 로부터 "Q< + Q>" 로 증가된다. 게다가, 하지만, 공기 제거 섹션 (A1) 은, 공기 유동 방향에 대한 공기 인출 라인 (341) 의 상류 섹션에서 더 작은 단면 (Q<) 을 초과하는 더 큰 단면 (Q>) 을 갖는 제 1 바이패스 라인 (341.1) 과 공기 인출 라인 (341) 의 본질적으로 T-형 라인 연결부에 형성된다. 이런 식으로, 공기 제거 섹션 (A1) 에서, 단면 증가 (Q1 = Q> - Q<) 가 이렇게 형성되고, 이것은, 특히 공기 유동 방향에 대해 공기 인출 라인의 상류 단면과 비교해 감소된, 공기 인출 라인 (341) 에서, 그러나 적어도 공기 제거 섹션 (A1) 에서, 즉 단면 증가 (Q1 = Q> - Q<) 영역에서 재순환된 공기 (RL) 의 공기 스트림에서 대응하는 유량 감소를 유발한다. 재순환된 공기 (RL) 의 보통 동일한 유량에 대해, 도 6d 의 경우에, 공기 제거 섹션 (A1) 은 예를 들어 라운딩, 벌지 등에 의해 특히 큰 크기로 부가적으로 증가되는 것으로 상정할 수 있고; 이것은 보다 특히 점선의 바이패스 라인 (341.1') 의 경우로 도시된다. 전체적으로, 모든 위에서 언급한 방안들은, 단독으로 또는 조합하여, 공기 인출 라인 (341) 에서, 특히 증가된 단면의 공기 제거 섹션 (A1) 의 영역에서 재순환된 공기 (RL) 의 스트림에 감소된 유량을 유발한다. 이것은 차례로 입자들의 중량 때문에 혼입된 입자들의 결과적으로 생긴 석출을 유발한다. 입자들 (500) 은 본질적으로 수직 공기 인출 라인 (341) 의 하부의 침전 영역 (347) 에서 침전될 수 있다.
더욱이, 보다 일반적인 효과는, 공기 인출 라인 (341) 이 단면에서 사실상 두 배가 될 수 있다는 점에서 발생하지만, 그것은 적어도 공기 인출 라인 (341) 및 제 1 바이패스 라인 (341.1) 의 전체 단면이 공기 인출 라인 (341) 의 단면을 분명히 초과하는 경우이다. 따라서, 그것은 일반적으로 유량이 즉 흡입 섹션 (EA) 에서 공기 인출 라인 (341) 의 더 작은 단면 (Q>) 이 감소되는 경우이다. 이것은 이미 비교적 더 적은 입자들이 공기 인출 라인 (341) 으로 이동하는 효과를 갖는다. 필요하면, 유동의 많은 부분이 제 1 바이패스 라인 (341.1) 을 통하여 공기 인출 라인 (341) 으로 안내하는 정도로 개방하는데 제 1 바이패스 라인 (341.1) 에서 스로틀링 수단이 사용될 수 있고; 환언하면, 재순환된 공기 (RL) 의 유동의 많은 부분이 흡입 섹션 (EA) 에서 직접 공기 인출 라인 (341) 을 통하기 보다는 제 1 바이패스 라인 (341.1) 을 통하여 가이드된다. 이것은, 하부 영역에서 공기 인출 라인 (341) 의 베이스 가까이에서 재순환된 공기 (RL) 의 유동 강도가 실질적으로 낮은 레벨로 유지된다는 장점을 갖는다. 이것의 효과는 차례로 폴리머 입자들의 흡입이 이미 낮게 유지되는 것이다. 예를 들어, (예를 들어 도 6a, 도 6b, 도 6c, 도 6d, 도 6f 에 의해 설명한 대로) 공기 제거 섹션의 적합한 단면 증가에 의해 공기 인출 도관 및/또는 공기 재순환 도관에서 재순환된 공기를 위한 운반 수단에서 유량의 50% 미만으로 공기 인출 도관의 공기 제거 섹션에서 단면 증가로 유량을 낮출 수 있고, 그것은 흡입 섹션에서 흡입률보다 낮을 수 있다.
도 6e 는 전술한 공기 가이드 수단 (600A ~ 600D), 즉 공기 인출 라인 (341) 의 흡입 섹션 (EA) 에서 비교적 큰 단면 (Q>) 의 형성과 조합에 보다 바람직하게 적합한 공기 가이드 수단 (600E) 을 도시한다. 이 목적으로, 흡입 섹션 (EA) 에서 공기 인출 라인 (341) 은 큰 단면의 적합한 라인 흡입 영역 (341L), 예를 들어 여기에서 실린더형 유동 채널 (341Z; 실선들로 나타냄) 및/또는 확대 디퓨저, 퍼널 또는 유사한 유동 채널 형태 (341D; 점선들로 나타냄) 를 갖는다. 증가된 단면을 갖는 침전 영역 (347) 은, 특히 공기 인출 라인 (341) 의 편향 영역에서 Q> 로 부가적으로 또는 대안적으로 실행될 수도 있다. 양자의 효과는 단면 증가 (Q4 = Q>) 를 제공하는 것이다. 이것은 차례로 혼입된 폴리머 입자들이 중량 때문에 재순환된 공기 (RL) 에서 떨어지게 하고, 또는 흡입 섹션 (EA) 의 라인 흡입 영역 (341L) 에서 단면 (Q>) 의 실린더형 또는 디퓨저형 확대 결과로 폴리머 입자들의 흡입을 이미 낮게 유지한다. 예를 들어, (예를 들어 실린더형 유동 채널 (341Z) 또는 확대 유동 채널 형태 (341D) 에 관한 도 6e 를 참조로 설명한 대로) 흡입 섹션 (EA) 의 라인 흡입 영역 (341L) 에서 적합한 단면 증가에 의해 공기 인출 도관 (340) 및/또는 공기 재순환 도관 (350) 에서 재순환된 공기 (RL) 를 위해, 운반 수단, 예를 들어 도 1 내지 도 4 에 도시된 재순환 라인 (354) 에서 벤틸레이터 (351) 에서 유량의 50% 미만으로 공기 인출 라인 (341) 의 흡입 섹션 (EA) 의 라인 흡입 영역 (341L) 에서 재순환된 공기의 흡입률을 낮출 수 있을 것이다. 원칙적으로, 운반 수단에서 유량의 50% 미만으로 공기 인출 라인 (341) 의 흡입 섹션 (EA) 의 라인 흡입 영역 (341L) 에서 재순환된 공기의 흡입률의 저하가 특히 유리할지라도 - 운반 수단에서 유량의 90%, 특히 80%, 특히 70% 미만으로 공기 인출 라인 (341) 의 흡입 섹션 (EA) 의 라인 흡입 영역 (341L) 에서 재순환된 공기의 흡입률의 저하도 장점들을 가지고 본 발명의 목적을 위해 개선되는 것을 발견된다.
도 6f 는 본 발명의 개념이 또한 수평 라인 섹션의 맥락에서 구현될 수 있음을 상징적 방식으로 도시한다. 이 목적으로, 공기 인출 라인 (341) 의 수평 라인 섹션에 의한 공기 인출 도관 (340) 및/또는 공기 재순환 도관 (350) 의 섹션들 (A, A1, A2, A3, A4) 의 위에서 언급한 방안이 상세히 설명되고, 여기에서 공기 인출 라인 (341) 및/또는 공기 재순환 라인 (354) 의 수평 라인 섹션은 하나 이상의 단면이 증가하는 공기 가이드 수단의 형태로 단면 증가 (Q, Q1, Q2, Q3, Q4) 를 갖는다.
1000 공기 순환 벨트 건조기
10A 바닥에 설치된 가열 레지스터 및/또는 벤틸레이터
10B 상단에 설치된 가열 레지스터 및/또는 벤틸레이터
100 건조 모듈
101 건조기 세트업
102 통기 세트업
110 건조기 구역 1
120 건조기 구역 2
130 건조기 구역 3
140 건조기 구역 4
150 건조기 구역 5
160 건조기 구역 6
170 마지막 건조기 구역
200 생성물 적용 모듈
210 생성물 디스펜싱
300 배출 모듈
301 하우징
302 플랜지
310 마지막 건조기 구역
320 공기 순환 벤틸레이터
330 공기 공급 요소
340 공기 인출 도관
341 공기 인출 라인
341.1, 341.1' 제 1 바이패스 라인, 재순환된 공기 바이패스
341.2, 341.2' 제 2 바이패스 라인, 공기 공급 바이패스
341L 큰 단면의 라인 흡입 영역
341Z 예컨대 실린더형 또는 각형 유동 채널
341D 예컨대 확대 유동 채널 형태
342 스로틀 밸브를 구비한 제 1 스로틀, 공기 인출 스로틀
343 스로틀 밸브를 구비한 제 2 스로틀, 공기 인출 바이패스 스로틀
344 스로틀 밸브를 구비한 제 3 스로틀, 전체 스로틀
345 스로틀 밸브를 구비한 제 4 스로틀, 공기 공급 바이패스 스로틀
346 공기 공급 라인
347 침전 영역
348 침전 챔버
349 원심 분리기
350 공기 재순환 도관
351 벤틸레이터
352 열교환기
353 필터
354 공기 재순환 라인
360 폐 공기 도관
361 벤틸레이터
362 릴리스 스로틀
363 폐 공기 요소
370 공기 공급 섹션
400 컨베이어 벨트
410A, 410B 상류 디플렉터 롤, 하류 디플렉터 롤
410C 분쇄기
420 건조된 초흡수성 폴리머
430 샤프트
431 가이드 수단
432 시일
500 침전된 폴리머 입자들
501 밸브
C, C' 운반 방향, 운반 방향과 반대 유동 방향
A, A1, A2, A3, A4 공기 제거 섹션
Q, Q1, Q2, Q3, Q4 단면 증가
AA 출구 섹션
EA 흡입 섹션
AL 폐 공기
FL 푸레쉬 공기
UL 순환 공기
RL 재순환된 공기
TZ 건조기 구역
WT 열교환기
TM 건조기 모듈
EM 엔드 모듈
EZ 엔드 구역
10A 바닥에 설치된 가열 레지스터 및/또는 벤틸레이터
10B 상단에 설치된 가열 레지스터 및/또는 벤틸레이터
100 건조 모듈
101 건조기 세트업
102 통기 세트업
110 건조기 구역 1
120 건조기 구역 2
130 건조기 구역 3
140 건조기 구역 4
150 건조기 구역 5
160 건조기 구역 6
170 마지막 건조기 구역
200 생성물 적용 모듈
210 생성물 디스펜싱
300 배출 모듈
301 하우징
302 플랜지
310 마지막 건조기 구역
320 공기 순환 벤틸레이터
330 공기 공급 요소
340 공기 인출 도관
341 공기 인출 라인
341.1, 341.1' 제 1 바이패스 라인, 재순환된 공기 바이패스
341.2, 341.2' 제 2 바이패스 라인, 공기 공급 바이패스
341L 큰 단면의 라인 흡입 영역
341Z 예컨대 실린더형 또는 각형 유동 채널
341D 예컨대 확대 유동 채널 형태
342 스로틀 밸브를 구비한 제 1 스로틀, 공기 인출 스로틀
343 스로틀 밸브를 구비한 제 2 스로틀, 공기 인출 바이패스 스로틀
344 스로틀 밸브를 구비한 제 3 스로틀, 전체 스로틀
345 스로틀 밸브를 구비한 제 4 스로틀, 공기 공급 바이패스 스로틀
346 공기 공급 라인
347 침전 영역
348 침전 챔버
349 원심 분리기
350 공기 재순환 도관
351 벤틸레이터
352 열교환기
353 필터
354 공기 재순환 라인
360 폐 공기 도관
361 벤틸레이터
362 릴리스 스로틀
363 폐 공기 요소
370 공기 공급 섹션
400 컨베이어 벨트
410A, 410B 상류 디플렉터 롤, 하류 디플렉터 롤
410C 분쇄기
420 건조된 초흡수성 폴리머
430 샤프트
431 가이드 수단
432 시일
500 침전된 폴리머 입자들
501 밸브
C, C' 운반 방향, 운반 방향과 반대 유동 방향
A, A1, A2, A3, A4 공기 제거 섹션
Q, Q1, Q2, Q3, Q4 단면 증가
AA 출구 섹션
EA 흡입 섹션
AL 폐 공기
FL 푸레쉬 공기
UL 순환 공기
RL 재순환된 공기
TZ 건조기 구역
WT 열교환기
TM 건조기 모듈
EM 엔드 모듈
EZ 엔드 구역
Claims (22)
- 물 흡수성 폴리머 입자들의 제조를 위한 제조 방법으로서, 상기 제조 방법은
- 수성 폴리머 겔의 제조를 위해 수성 모노머 용액 또는 현탁액을 중합하는 단계,
- 상기 수성 폴리머 겔을 컨베이어 벨트에 수용하고 상기 컨베이어 벨트에서 운반 방향 (C) 으로 상기 폴리머 겔을 운반함으로써, 상기 컨베이어 벨트를 갖는 벨트 건조기에서 상기 수성 폴리머 겔을 건조하는 단계,
- 물 흡수성 폴리머 입자들을 제공하기 위해서 건조된 폴리머 겔을 분쇄 및/또는 그라인딩하는 단계
를 가지고,
- 건조를 위해:
- 상기 벨트 건조기에는 공기 재순환을 위해 건조기 세트업 (101) 의 하류에 공기 재순환 도관 (350) 및 컨베이어 벨트를 실질적으로 포함하는 건조기 세트업 (101) 이 형성되고, 재순환된 공기 (RL) 는 상기 건조기 세트업 (101) 으로부터 인출되어 상기 공기 재순환 도관 (350) 을 통하여 상기 건조기 세트업 (101) 으로 다시 공급되고,
- 상기 공기 재순환 도관 (350) 은 상기 건조기 세트업 (101) 에서 공기 유동 방향에 대해 상류 흡입 섹션 (EA) 과 상기 공기 재순환 도관 (350) 에서 공기 유동 방향에 대해 하류 출구 섹션 (AA) 사이에 형성된 공기 인출 도관 (340) 을 가지고,
- 상기 공기 인출 도관 (340) 의 적어도 하나의 공기 제거 섹션 (A, A1, A2, A3, A4) 에서의 유동 단면은 단면 증가 (Q, Q1, Q2, Q3, Q4) 를 가지고, 상기 단면 증가는 상기 공기 인출 도관의 상기 공기 제거 섹션 (A, A1, A2, A3, A4) 의 단면을 증가시켜서,
- 상기 공기 인출 도관 (340) 의 적어도 공기 제거 섹션 (A, A1, A2, A3, A4) 에서의 재순환된 공기 (RL) 는 감소된 유량으로, 특히 상기 공기 유동에서 상류 지점에서의 공기 인출 라인의 단면에서보다 낮고 그리고/또는 상기 흡입 섹션 (EA) 에서의 흡입률보다 낮은 감소된 유량으로 제거되고, 그리고/또는
- 상기 공기 인출 도관 (340) 에서 적어도 증가된 단면의 흡입 섹션 (EA) 에서의 재순환된 공기 (RL) 는 감소된 흡입률로, 특히 공기 유동 방향에 대한 상기 공기 인출 라인의 하류 단면에서보다 낮은 감소된 유량으로 제거되는, 물 흡수성 폴리머 입자들의 제조를 위한 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
운반 방향 (C) 으로 마지막 건조기 구역 (170) 및/또는 다른 건조기 구역 (TZ_n-2, TZ_n-1, TZ_n) 에서 재순환된 공기 (RL) 는 운반 방향 (C) 으로 상기 건조기 세트업의 하류 영역에서 제거되고, 상기 공기 인출 도관 (340) 의 섹션 (A, A1, A2, A3, A4) 은 유동을 위해 마지막 건조기 구역 (170) 및/또는 다른 건조기 구역 (TZ_n-2, TZ_n-1, TZ_n) 에 연결되는, 물 흡수성 폴리머 입자들의 제조를 위한 제조 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 공기 인출 도관 (340) 및/또는 상기 공기 재순환 도관 (350) 의 섹션 (A, A1, A2, A3, A4) 은 공기 인출 라인 (341) 및/또는 공기 재순환 라인 (354) 의 수직 라인 섹션에 의해 형성되고, 상기 공기 인출 라인 (341) 및/또는 공기 재순환 라인 (354) 의 수직 라인 섹션은 하나 이상의 단면이 증가하는 공기 가이드 수단의 형태로 단면 증가 (Q, Q1, Q2, Q3, Q4) 를 가지는, 물 흡수성 폴리머 입자들의 제조를 위한 제조 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 공기 인출 도관 (340) 및/또는 상기 공기 재순환 도관 (350) 의 섹션 (A, A1, A2, A3, A4) 은 공기 인출 라인 (341) 의 수평 라인 섹션에 의해 형성되고, 상기 공기 인출 라인 (341) 및/또는 상기 공기 재순환 라인 (354) 의 수평 라인 섹션은 하나 이상의 단면이 증가하는 공기 가이드 수단의 형태로 단면 증가 (Q, Q1, Q2, Q3, Q4) 를 가지는, 물 흡수성 폴리머 입자들의 제조를 위한 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공기 인출 도관 (340) 의 섹션 (A, A1, A2, A3, A4) 은, 상기 컨베이어 벨트 (400) 위 레벨에, 특히 대안적으로 상기 컨베이어 벨트 (400) 아래 레벨에 배치된 하나 이상의 단면이 증가하는 공기 가이드 수단의 형태로 단면 증가 (Q, Q1, Q2, Q3, Q4) 를 가지는 공기 인출 라인 (341) 의 라인 섹션에 의해 형성되는, 물 흡수성 폴리머 입자들의 제조를 위한 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
공기 가이드 수단은
- 증가하는 단면 (Q1) 을 갖는 제 1 공기 제거 섹션 (A1) 의 형성을 위해 상기 공기 인출 라인 (341) 의 라인 섹션에 대한 적어도 하나의 제 1 바이패스 라인 (341.1) 의 연결부
에 의해 형성되고, 상기 적어도 하나의 제 1 바이패스 라인 (341.1) 은 건조기 세트업 (101) 으로부터 공기를 인출하도록 설계되고, 상기 건조기 세트업 (101) 으로부터 공기를 인출하기 위한 제 1 바이패스 라인 (341.1) 은 특히 상기 컨베이어 벨트 (400) 위에 있는, 물 흡수성 폴리머 입자들의 제조를 위한 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
공기 가이드 수단은
- 증가하는 단면 (Q2) 을 갖는 제 2 공기 제거 섹션 (A2) 의 형성을 위해 상기 공기 인출 라인 (341) 의 라인 섹션에 대한 적어도 하나의 제 2 바이패스 라인 (341.2) 의 연결부
에 의해 형성되고, 상기 적어도 하나의 제 2 바이패스 라인 (341.2) 은 환경으로부터 푸레쉬 공기 (FL; fresh air) 를 공급하도록 설계되고, 상기 환경으로부터 푸레쉬 공기 (FL) 를 공급하기 위한 적어도 하나의 제 2 바이패스 라인 (341.2) 은 특히 상기 컨베이어 벨트 (400) 위에, 특히 상기 제 1 바이패스 라인 (341.1) 의 하류에 있는, 물 흡수성 폴리머 입자들의 제조를 위한 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
공기 가이드 수단은
- 증가하는 단면 (Q3) 을 갖는 제 3 공기 제거 섹션 (A2) 의 형성을 위해 상기 공기 인출 라인 (341) 에서 침전 챔버 또는 원심 분리기 (349) 의 연결부
에 의해 형성되고, 특히 상기 제 3 공기 제거 섹션 (A3) 은 상기 컨베이어 벨트 (400) 위에 있는, 물 흡수성 폴리머 입자들의 제조를 위한 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
공기 가이드 수단은 흡입 섹션 (EA) 에서
- 증가하는 단면 (Q4) 을 갖는 제 4 공기 제거 섹션 (A4) 의 형성을 위해 공기 인출 라인 (341) 에서 큰 단면, 특히 실린더형, 타원형, 각형, 특히 정사각형 또는 직사각형, 유동 채널 (341Z) 및/또는 확대 디퓨저, 퍼널 또는 유사한 유동 채널 형태 (341D) 의 라인 흡입 영역 (341L) 의 연결부
에 의해 형성되고, 특히 상기 제 4 공기 제거 섹션 (A4) 은 상기 컨베이어 벨트 (400) 아래에 있는, 물 흡수성 폴리머 입자들의 제조를 위한 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
순환 공기는 운반 방향 (C) 으로 마지막 건조기 구역 (170) 을 포함하는 다수의 건조기 구역들 (110, 120, 130, 140, 150, 160) 에서 폴리머 겔을 통하여 순환되고 상기 순환 공기 (UL) 는 운반 방향 (C) 으로 마지막 건조기 구역 (170) 또는 마지막 건조기 구역들 중 하나로부터 재순환된 공기로서 상기 공기 인출 도관 (340) 에 의해 적어도 부분적으로 제거되는, 물 흡수성 폴리머 입자들의 제조를 위한 제조 방법. - 특히 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 물 흡수성 폴리머 입자들의 제조를 위한 제조 방법에서, 컨베이어 벨트에서 수성 폴리머 겔을 건조하고 상기 폴리머 겔을 운반하기 위해, 특히 순환 공기 (UL) 를 가이드하기 위한 공기 순환 벨트 건조기 (1000) 형태의 벨트 건조기로서,
- 상기 벨트 건조기는 건조기 세트업 (101) 에 연결된 공기 재순환 도관 (350) 및 컨베이어 벨트를 실질적으로 포함하는 건조기 세트업 (101) 으로 순환 공기를 가이드하도록 형성된 공기 순환 벨트 건조기 (1000) 의 형태를 취하고, 재순환된 공기 (RL) 는 상기 건조기 세트업 (101) 으로부터 인출되고 상기 공기 재순환 도관 (350) 을 통하여 상기 건조기 세트업 (101) 으로 다시 공급되고,
- 상기 공기 재순환 도관 (350) 은 상기 건조기 세트업 (101) 의 공기 유동 방향에 대해 상류 흡입 섹션 (EA) 과 상기 공기 재순환 도관 (350) 에서 하류 출구 섹션 (AA) 사이에 형성된 공기 인출 도관 (340) 을 가지고,
- 상기 공기 인출 도관 (340) 의 적어도 하나의 공기 제거 섹션 (A, A1, A2, A3) 에서의 유동 단면은 단면 증가 (Q, Q1, Q2, Q3, Q4) 를 가지고, 상기 단면 증가는 상기 공기 인출 도관 (340) 의 상기 공기 제거 섹션 (A, A1, A2, A3) 의 단면을 증가시켜서,
- 상기 공기 인출 도관 (340) 의 적어도 공기 제거 섹션 (A, A1, A2, A3) 에서의 재순환된 공기 (RL) 는 감소된 유량으로, 특히 공기 유동 방향에 대해 공기 인출 라인의 상류 단면에서보다 낮고 그리고/또는 흡입 섹션 (EA) 에서의 흡입률보다 낮은 감소된 유량으로 제거가능하고, 그리고/또는
- 상기 공기 인출 도관 (340) 의 적어도 증가된 단면의 흡입 섹션 (EA) 에서의 재순환된 공기 (RL) 는 감소된 흡입률로, 특히 공기 유동 방향에 대해 공기 인출 라인의 하류 단면에서보다 낮은 감소된 유량으로 제거가능한, 벨트 건조기. - 제 11 항에 있어서,
운반 방향 (C) 으로 마지막 건조기 구역 (170) 및/또는 다른 건조기 구역 (TZ_n-2, TZ_n-1, TZ_n) 에서 재순환된 공기 (RL) 는 운반 방향 (C) 으로 상기 건조기 세트업의 하류 영역에서 제거가능하고, 상기 공기 인출 도관 (340) 의 섹션 (A, A1, A2, A3, A4) 은 유동을 위해 운반 방향 (C) 으로 상기 건조기 세트업의 하류 영역에서 마지막 건조기 구역 (170) 및/또는 다른 건조기 구역 (TZ_n-2, TZ_n-1, TZ_n) 에 연결되는, 벨트 건조기. - 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 공기 인출 도관 (340) 의 섹션 (A, A1, A2, A3, A4) 은 공기 인출 라인 (341) 의 수직 라인 섹션에 의해 형성되고, 상기 공기 인출 라인 (341) 의 수직 라인 섹션은 하나 이상의 단면이 증가하는 공기 가이드 수단의 형태로 단면 증가 (Q, Q1, Q2, Q3, Q4) 를 가지는, 벨트 건조기. - 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공기 인출 도관 (340) 및/또는 공기 재순환 도관 (350) 의 섹션 (A, A1, A2, A3, A4) 은 공기 인출 라인 (341) 의 수평 라인 섹션에 의해 형성되고, 상기 공기 인출 라인 (341) 및/또는 상기 공기 재순환 라인 (354) 의 수평 라인 섹션은 하나 이상의 단면이 증가하는 공기 가이드 수단의 형태로 단면 증가 (Q, Q1, Q2, Q3, Q4) 를 가지는, 벨트 건조기. - 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공기 인출 도관 (340) 의 섹션 (A, A1, A2, A3, A4) 은, 바람직하게 상기 컨베이어 벨트 (400) 위 레벨에, 특히 대안적으로 상기 컨베이어 벨트 (400) 아래 레벨에 배치된 하나 이상의 단면이 증가하는 공기 가이드 수단의 형태로 단면 증가 (Q, Q1, Q2, Q3, Q4) 를 가지는 공기 인출 라인 (341) 의 라인 섹션에 의해 형성되는, 벨트 건조기. - 제 11 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
공기 가이드 수단은
- 증가하는 단면 (Q1) 을 갖는 제 1 공기 제거 섹션 (A1) 의 형성을 위해 상기 공기 인출 라인 (341) 의 라인 섹션에 대한 적어도 하나의 제 1 바이패스 라인 (341.1) 의 적어도 하나의 연결부
에 의해 형성되고, 상기 적어도 하나의 제 1 바이패스 라인 (341.1) 은, 특히 상기 컨베이어 벨트 (400) 위에서, 건조기 세트업 (101) 으로부터 공기를 인출하도록 설계되고, 상기 공기 인출 라인 (341) 은 제 1 스로틀 (342) 및/또는 제 2 스로틀 (343) 및/또는 전체 (overall) 스로틀 (344) 을 가지는, 벨트 건조기. - 제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
공기 가이드 수단은
- 증가하는 단면 (Q2) 을 갖는 제 2 공기 제거 섹션 (A2) 의 형성을 위해 상기 컨베이어 벨트 (400) 위에서 또는 상기 컨베이어 벨트 (400) 아래에서 상기 공기 인출 라인 (341) 의 라인 섹션에 대한 적어도 하나의 제 2 바이패스 라인 (341.2) 의 적어도 하나의 연결부
에 의해 형성되고, 상기 적어도 하나의 제 2 바이패스 라인 (341.2) 은, 특히 상기 컨베이어 벨트 (400) 위에서, 환경으로부터 푸레쉬 공기 (FL) 를 공급하도록 설계되고, 상기 공기 인출 라인 (341) 은 제 1 스로틀 (342) 및/또는 전체 스로틀 (344) 및/또는 공기 공급 스로틀 (345) 을 가지는, 벨트 건조기. - 제 11 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
공기 가이드 수단은
- 증가하는 단면 (Q3) 을 갖는 제 3 공기 제거 섹션 (A3) 의 형성을 위해 공기 인출 라인 (341) 에서 침전 챔버 (348) 또는 원심 분리기 (349) 의 연결부
에 의해 형성되고, 특히 상기 제 3 공기 제거 섹션 (A3) 은 상기 컨베이어 벨트 (400) 위에 있고, 상기 공기 인출 라인 (341) 은 제 1 스로틀 (342) 및/또는 전체 스로틀 (344) 을 가지는, 벨트 건조기. - 제 11 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
공기 가이드 수단은
- 증가하는 단면 (Q4) 을 갖는 제 4 공기 제거 섹션 (A4) 의 형성을 위해 공기 인출 라인 (341) 에서 큰 단면, 예를 들어 실린더형 또는 직사각형 유동 채널 (341Z) 및/또는 확대 디퓨저, 퍼널 또는 유사한 유동 채널 형태 (341D) 의 라인 흡입 영역 (341L) 의 연결부
에 의해 형성되고, 특히 상기 제 4 공기 제거 섹션 (A4) 은 상기 컨베이어 벨트 (400) 아래에 있고, 상기 공기 인출 라인 (341) 은 제 1 스로틀 (342) 및/또는 전체 스로틀 (344) 을 가지는, 벨트 건조기. - 제 11 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 순환 공기는 운반 방향 (C) 으로 마지막 건조기 구역 (170) 을 포함하는 다수의 건조기 구역들 (110, 120, 130, 140, 150, 160) 에서 폴리머 겔을 통하여 순환될 수 있고 운반 방향 (C) 으로 마지막 건조기 구역 (170) 을 포함하는 건조기 구역들 (110, 120, 130, 140, 150, 160) 은 적어도 하나의 공기 순환 유닛 (320, 330) 을 가지고, 공기 순환 벤틸레이터 (320, 330) 는 폴리머 겔을 통하여 순환 공기, 특히 순환 공기 (UL) 및 푸레쉬 공기 (FL) 의 공기 순환을 가능하게 하도록 구성되고, 순환 공기는 상기 공기 인출 도관 (340) 에서 운반 방향 (C) 으로 마지막 건조기 구역 (170) 으로부터 재순환된 공기로서 적어도 부분적으로 제거가능한, 벨트 건조기. - 제 11 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
공기 인출 도관 (340) 은, 재순환된 공기 (RL) 의 유량을 감소시키도록 설계된, 특히 공기 인출 라인 내 또는 그것에 연결된, 침전 영역 (347) 을 가져서 재순환된 공기 (RL) 에 혼입된 폴리머 입자들, 특히 초미세한 폴리머 입자들 (500) 이 침전되고, 특히 상기 입자들은 바람직하게 침전 챔버 (348) 의 경우에 그리고/또는 사이클론 (349) 의 경우에 건조 프로세스로 재순환가능한, 벨트 건조기. - 제 11 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
공기 인출 도관 (340) 은 적어도 하나의 필터 (353) 를 가지는 공기 인출 라인 (341) 을 가지는, 벨트 건조기.
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