KR20180022138A - 고흡수성 수지용 분쇄장치 및 이를 이용한 고흡수성 수지의 제조 방법 - Google Patents

고흡수성 수지용 분쇄장치 및 이를 이용한 고흡수성 수지의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고흡수성 수지용 분쇄장치 및 이를 이용한 고흡수성 수지의 제조 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고흡수성 수지용 분쇄장치는 판상의 고흡수성 수지를 분쇄하여 배출용기로 배출하는 고흡수성 수지 분쇄장치에 있어서, 상기 고흡수성 수지를 투입하는 투입구를 포함하는 하우징; 상기 하우징의 투입구 일측에 구성되어 상기 고흡수성 수지의 투입을 안내하는 고정블록; 상기 고정블록의 하측에 구성되는 복수의 고정날; 상기 하우징의 내부에 구성되는 회전드럼; 및 상기 고정날 사이사이를 통과하면서 상기 고정날과 상호 작용으로 상기 고흡수성 수지를 절단하도록 상기 회전드럼의 외주면을 따라 일정간격으로 구성되는 복수의 회전날을 포함한다.

Description

고흡수성 수지용 분쇄장치 및 이를 이용한 고흡수성 수지의 제조 방법{SHREDDER FOR SUPER ADSORBENT POLYMER AND PREPARATION METHOD OF SUPER ABSORBENT POLYMER USING THE SAME}
본 발명은 고흡수성 수지용 분쇄장치 및 이를 이용한 고흡수성 수지의 제조 방법에 관한 것이다.
고흡수성 수지(Super Absorbent Polymer, SAP)란 자체 무게의 5백 내지 1천 배 정도의 수분을 흡수할 수 있는 기능을 가진 합성 고분자 물질로서, 개발업체마다 SAM(Super Absorbency Material), AGM(Absorbent Gel Material) 등 각기 다른 이름으로 명명하고 있다. 상기와 같은 고흡수성 수지는 생리용구로 실용화되기 시작해서, 현재는 어린이용 종이기저귀 등 위생용품 외에 원예용 토양보수제, 토목, 건축용 지수재, 육묘용 시트, 식품유통분야에서의 신선도 유지제, 및 찜질용 등의 재료로 널리 사용되고 있다.
상기와 같은 고흡수성 수지를 제조하는 방법으로는 역상현탁중합에 의한 방법 또는 수용액 중합에 의한 방법 등이 알려져 있다. 역상현탁중합에 대해서는 예를 들면 일본 특개소 56-161408, 특개소 57-158209, 및 특개소 57-198714 등에 개시되어 있다. 수용액 중합에 의한 방법으로는 또 다시, 여러 개의 축을 구비한 반죽기 내에서 함수겔상 중합체를 파단, 냉각하면서 중합하는 열중합 방법, 및 고농도 수용액을 벨트상에서 자외선 등을 조사하여 중합과 건조를 동시에 행하는 광중합 방법 등이 알려져 있다.
상기와 같은 중합 반응을 거쳐 얻은 함수겔상 중합체는 일반적으로 건조공정을 거쳐 분쇄한 뒤 분말상의 제품으로 시판된다. 상기와 같은 건조 단계를 효율적으로 진행하기 위해서는 함수겔상 중합체의 표면적을 가능한 크게 하는 것이 중요하다. 따라서, 상기 건조공정 전에 함수겔상 중합체의 표면적을 가능한 크게 하기 위해, 열중합 또는 광중합을 통해 중합된 함수겔상 중합체를 간단히 분쇄하여 건조할 함수겔상 중합체의 표면적을 늘리는 방법을 고려할 수 있다. 상기와 같이 함수겔상 중합체의 표면적을 늘리기 위해, 함수겔상 중합체의 중합 후 이를 1차적으로 분쇄하는 공정이 개시되어 있다.
그러나, 종래의 경우에는 1차적으로 생산되는 판상의 고흡수성 수지를 일정 형상으로 잘게 조각내는 방식으로 분쇄하여 왔으나, 고흡수성 수지를 자르는 과정에서 덩어리 채 잘리거나, 상부 공정에서 찢어진 상태로 유입되어 균일한 크기로 분쇄되기가 힘들며, 생산성이 저하되는 문제가 발생하였다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 고흡수성 수지를 분쇄하는 각도 및 회전날의 형상을 변경하여 균일하게 고흡수성 수지를 분쇄할 수 있는 고흡수성 수지용 분쇄장치 및 이를 이용한 고흡수성 수지의 제조 방법을 제공한다.
그리고, 본 발명의 실시 예는 고흡수성 수지를 분쇄하는 각도를 조절하여 분쇄 시 고흡수성 수지의 찢어지는 형상을 줄일 수 있는 고흡수성 수지용 분쇄장치 및 이를 이용한 고흡수성 수지의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서는 투입되는 판상의 고흡수성 수지를 분쇄하여 배출용기로 배출하는 고흡수성 수지 분쇄장치에 있어서, 상기 고흡수성 수지를 투입하는 투입구를 포함하는 하우징; 상기 하우징의 투입구 일측에 구성되어 상기 고흡수성 수지의 투입을 안내하는 고정블록; 상기 고정블록의 하측에 구성되는 복수의 고정날; 상기 하우징의 내부에 구성되는 회전드럼; 및 상기 고정날 사이사이를 통과하면서 상기 고정날과 상호 작용으로 상기 고흡수성 수지를 절단하도록 상기 회전드럼의 외주면을 따라 일정간격으로 구성되는 복수의 회전날을 포함하는 고흡수성 수지용 분쇄장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 고흡수성 수지는 상기 고정블록과 접촉된 상태로, 상기 투입구를 통하여 투입될 수 있다.
또한, 상기 고흡수성 수지는 상기 회전드럼의 회전방향에 대응하는 상기 고정블록의 측면에 접촉된 상태로, 상기 투입구를 통하여 투입될 수 있다.
또한, 상기 복수의 고정날은 상기 회전날이 통과하도록 상기 고정블록의 하면에 폭 방향을 따라 일정 간격 이격되어 세로 방향으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 회전날은 직육면체의 몸체; 및 상기 몸체 일면의 상단부와 하단부 각각에 상기 회전드럼의 회전방향을 향하여 뾰족하게 돌출되어 형성되는 날부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 회전날은 상기 고정날이 통과하도록 상기 회전드럼에 폭 방향으로 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 복수의 고정날은 상기 고정블록의 하부 일측을 따라 고정되며, 상기 회전날과 함께 고흡수성 수지를 절단하도록 일 측단의 하부에 돌출된 고정 절단돌기가 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 고정날은 상기 회전드럼의 회전방향에 대향하는 상기 일 측단에 요입부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 회전날은 직육면체의 몸체; 및 상기 몸체의 상측과 하측 각각에 구성되며, 상기 회전드럼의 회전방향을 향하여 양측에 뾰족하게 돌출된 회전 절단돌기가 형성되는 상부 및 하부 날부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 회전날은 상기 고정날이 통과하도록 상기 회전드럼에 폭 방향으로 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 고정날과 이웃한 고정날 사이 간격은 3mm ~ 5mm 범위 내에서 설정될 수 있다.
또한, 상기 회전날의 폭은 3mm ~ 5mm 범위 내에서 설정될 수 있다.
그리고 본 발명의 다른 실시 예에서는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 및 중합개시제를 포함하는 모노머 조성물을 준비하는 단계; 상기 모노머 조성물을 자외선 조사 또는 열을 공급하여 판상의 고흡수성 수지를 준비하는 단계; 상기 판상의 고흡수성 수지를 제1항에 따른 고흡수성 수지용 분쇄장치에 공급하여 분쇄하는 단계; 및 상기 분쇄된 고흡수성 수지를 건조하는 단계를 포함하는 고흡수성 수지의 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 회전날의 형상을 변경하여 균일하게 고흡수성 수지를 분쇄할 수 있으므로 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 고흡수성 수지를 분쇄하는 각도를 조절하여 분쇄 시 고흡수성 수지의 찢어지는 형상을 줄일 수 있으므로 제조 공정의 전체적인 효율을 높일 수 있다.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고흡수성 수지용 분쇄장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고흡수성 수지용 분쇄장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고정블록 및 고정날을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전날을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고정날과 회전날을 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고정날과 회전날을 나타낸 측면도다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 고정날 및 회전날을 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 고정날을 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 회전날을 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고흡수성 수지의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고흡수성 수지의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명에 따른 고흡수성 수지용 분쇄장치 및 이를 이용한 고흡수성 수지의 제조 방법의 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 실시 예들 중에서 바람직한 하나의 실시 예에 관한 것이다. 따라서, 본 발명이 하기의 도면과 설명에만 한정되어서는 아니 될 것이다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 이하 실시 예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형, 또는 통합, 또는 분리하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.
이하, 본 발명의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고흡수성 수지용 분쇄장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고흡수성 수지용 분쇄장치를 나타낸 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고흡수성 수지용 분쇄장치(100)는 하우징(110), 고정블록(120), 고정날(130), 회전드럼(140), 회전날(150) 및 배출용기(170)를 포함한다.
하우징(110)은 투입구(115)를 포함한다. 투입구(115)는 판상의 고흡수성 수지(50)가 투입되며, 하우징(110)의 상부에 형성된다. 이때, 판상의 고흡수성 수지(50)는 고정블록(120)과 접촉된 상태로 투입구(115)를 통하여 투입된다. 즉, 판상의 고흡수성 수지(50)는 회전드럼(140)의 회전방향에 대응하는 고정블록(120)의 측면에 접촉된 상태로 투입구(115)를 통하여 투입될 수 있다.
고정블록(120)은 하우징(110)의 투입구(115) 일측에 구성되어 판상의 고흡수성 수지(50)의 투입을 안내한다.
고정블록(120)은 하우징(110)에 구성된 결합부(113)를 통해 하우징(110)과 연결된다. 즉, 고정블록(120)은 용접 또는 나사 결합 등을 통해 결합부(113)와 결합되어 하우징(110)과 연결될 수 있다.
고정블록(120)은 회전드럼(140)의 상부에 위치하며, 회전드럼(140)과 일정 거리 이격되어 구성될 수 있다.
한편, 여기서는 투입구(115) 및 고정블록(120)이 하우징(110)의 상부에 구성되는 것을 예를 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않으며, 판상의 고흡수성 수지(50)가 분쇄될 수 있으면 형성되는 위치는 무관하다.
고정날(130)은 고정블록(120)의 하면에 구성된다. 이러한 고정날(130)은 고정블록(120)의 하면에 일정간격 이격되어 구성될 수 있다.
회전드럼(140)은 하우징(110)의 내부에 구성된다.
회전드럼(140)은 모터(미도시)에 의해 회전한다. 회전드럼(140)의 회전속도는 분쇄 대상이 되는 판상의 고흡수성 수지(50)의 상태, 고정날(130)의 크기, 회전날(150)의 크기 등을 참고하여 당업자가 필요한 속도를 설정할 수 있다. 여기서, 판상의 고흡수성 수지(50)의 상태는 건조도 및 두께 등을 포함할 수 있다.
회전날(150)은 회전드럼(140)의 외주면에 구성된다. 즉, 회전날(150)은 회전드럼(140)의 외주면에 회전드럼(140)의 회전방향을 따라 설정된 각도로 복수개가 구성될 수 있다.
또한, 회전날(150)은 회전드럼(140)의 폭 방향으로 일정 간격 이격되어 복수개가 구성된다.
배출용기(170)는 회전드럼(140)의 하부에 형성되며, 고정날(130)과 회전날(150)에 의해 분쇄된 고흡수성 수지 조각(55)이 수집된다. 수집된 고흡수성 수지 조각(55)은 건조 등과 같은 후처리 작업이 수행될 수 있다.
배출용기(170)는 도 1에서 회전드럼(140)의 하부에 형성되는 것을 도시하고 있으나, 본 발명의 보호범위가 반드시 이에 한정된 것은 아니다. 예를 들어, 배출용기(170)는 회전드럼(140)의 양측 등 필요에 따라 다양한 위치에 배치될 수 있음은 당업자가 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고정블록 및 고정날을 나타낸 사시도이다.
도 3을 참조하면, 고정날(130)은 판상의 고흡수성 수지(50)를 분쇄하기 위해 고정블록(120)의 하면에 구성된다. 즉, 고정날(130)은 고정블록(120)의 하면에서 회전드럼(140)을 향하여 형성될 수 있다.
고정날(130)은 고정블록(120)의 하면에 폭 방향을 따라 일정 간격만큼 이격되어 배치된다. 즉, 고정날(130)은 회전날(150)이 통과할 수 있는 정도의 간격만큼 고정블록(120)의 하면에 폭 방향으로 이격되어 세로 방향으로 배치된다.
고정날(130)과 이웃한 고정날(130)의 사이 간격(W1)은 회전날(150)의 폭에 따라 상이하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 고정날(130)과 이웃한 고정날(130) 사이 간격(W1)은 3mm ~ 5mm 범위 내에서 설정될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전날을 나타낸 사시도이다.
도 4를 참조하면, 회전날(150)은 몸체(153) 및 날부(155)를 포함한다.
몸체(153)는 직육면체로 형성된다. 몸체(153)의 하면은 회전드럼(140)의 외주면과 접착되어 고정될 수 있다.
날부(155)는 회전날(150)의 상단부와 하단부에 회전드럼(140)의 회전방향을 향하여 돌출되어 형성된다. 즉, 날부(155)는 몸체(153) 일면의 상단부와 하단부 각각에 회전드럼(140)의 회전방향을 향하여 뾰족하게 돌출되어 형성된다. 예를 들어, 날부(155)의 단면은 삼각형 형상으로 형성될 수 있다. 이렇게 날부(155)가 뾰족하게 형성되는 이유는 판상의 고흡수성 수지(50)가 덩어리째 잘리는 현상을 방지하기 위함이다.
회전날(150)의 폭(W2)은 고정날(130)과 이웃한 고정날(130)의 사이를 통과할 수 있을 정도로 형성될 수 있다. 예를 들어, 회전날(150)의 폭(W2)은 3mm ~ 5mm 범위 내에서 설정될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고정날과 회전날을 확대하여 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고정날과 회전날을 나타낸 측면도다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 회전날(150)은 회전드럼(140)의 폭 방향으로 일정간격 이격되어 배치된다. 즉, 회전날(150)은 고정날(130)이 통과할 수 있는 정도의 간격만큼 회전드럼(140)의 폭 방향으로 이격되어 배치될 수 있다.
고정날(130)과 회전날(150)은 상호 작용으로 판상의 고흡수성 수지(50)를 분쇄한다. 다시 말하면, 회전날(150)은 회전드럼(140)에 의해 회전함에 따라 고정블록(120)에 구성된 복수의 고정날(130) 사이사이를 통과하면서 판상의 고흡수성 수지(50)를 분쇄하여 고흡수성 수지 조각(55)을 생성한다.
회전날(150)의 날부(155)는 고정블록(120)의 하면과 함께 고흡수성 수지를 가로 방향으로 절단하고, 고정날(130)은 회전날(150)의 측면과 함께 고흡수성 수지를 세로 방향으로 절단한다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고흡수성 수지 분쇄장치(100)는 고정날(130) 사이를 통과하는 회전날(150)에 의해 고흡수성 수지를 절단하므로 덩어리 채 절단하는 것을 방지할 수 있으며, 동일한 크기로 고흡수성 수지를 절단할 수 있다.
도 5 및 도 6에서는 고정날(130)의 개수가 5개이고, 회전날(150)의 개수가 4개인 것을 예를 들어 도시하였지만 이에 한정되지 않으며, 고정날(130) 및 회전날(150)의 개수는 판상의 고흡수성 수지(50)를 절단할 수 있으면 무관하다. 예를 들어, 고정날(130) 및 회전날(150)의 개수는 회전드럼(140)의 폭, 판상의 고흡수성 수지(50)의 폭 등에 따라 상이해질 수 있다.
그리고 이하에서는 도 7 내지 도 9를 참조하여 고흡수성 수지 장치의 다른 실시 예를 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 고정날 및 회전날을 확대하여 나타낸 사시도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 고정날을 나타낸 사시도이며, 도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 회전날을 나타낸 사시도이다.
도 7을 참조하면, 고정날(130)은 판상의 고흡수성 수지(50)를 분쇄하기 위해 고정블록(120)의 하부 일측을 따라 고정된다.
고정날(130)은 고정블록의 하부 일측에 폭 방향을 따라 일정 간격만큼 이격되어 배치된다. 즉, 고정날(130)은 회전날(150)이 통과할 수 있는 정도의 간격만큼 고정블록(120)의 하부 일측에 폭 방향으로 이격되어 배치된다.
고정날(130)과 이웃한 고정날(130)의 사이 간격은 회전날(150)의 폭에 따라 상이하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 고정날(130)과 이웃한 고정날(130) 사이 간격은 3mm ~ 5mm 범위 내에서 설정될 수 있다.
고정날(130)은 도 8에 도시된 바와 같이 요입부(133) 및 고정 절단돌기(135)가 형성된다.
요입부(133)는 고정날(130)의 중앙 내측에 형성된다. 즉, 요입부(133)는 회전드럼(140)의 회전방향에 대향하는 고정날(130)의 일 측단에 형성된다.
고정 절단돌기(135)는 회전날(150)과 함께 판상의 고흡수성 수지(50)를 절단하도록 고정날(130)의 일 측단 하부에 돌출되어 형성된다. 이러한 고정 절단돌기(135)는 회전드럼(140)의 회전방향에 대향하여 돌출되어 형성될 수 있다.
회전날(150)은 도 9에 도시된 바와 같이 몸체(153), 상부 날부(156) 및 하부 날부(157)를 포함한다.
몸체(153)는 직육면체로 형성된다.
상부 날부(156) 및 하부 날부(157) 각각은 회전날(150)의 상측과 하측 각각에 구성된다. 즉, 상부 날부(156)는 몸체(153)의 상측에 구성되며, 하부 날부(157)는 몸체(153)의 하측에 구성된다.
상부 날부(156) 및 하부 날부(157) 각각은 양측에 회전 절단돌기(158, 159)가 형성된다.
회전 절단돌기(158, 159)는 상부 날부(156) 및 하부 날부(157) 각각의 양측에 형성되며, 회전드럼(140)의 회전방향을 향하여 뾰족하게 돌출되어 형성된다.
이에 따라, 본 발명에 다른 실시 예에 따른 고흡수성 수지 분쇄장치(100)는 고정날(130)의 고정 절단돌기(135)와 회전날(150)의 회전 절단돌기(158, 159)를 통해 판상의 고흡수성 수지(50)를 절단할 수 있다. 그리고 본 발명에 다른 실시 예에 따른 고흡수성 수지 분쇄장치(100)는 회전날(150)의 회전 절단돌기(158, 159)를 이용하여 판상의 고흡수성 수지(50)에 두 점을 찍어서 판상의 고흡수성 수지(50)를 절단할 수 있다.
회전날(150)의 폭은 고정날(130)과 이웃한 고정날(130)의 사이를 통과할 수 있을 정도로 형성될 수 있다. 예를 들어, 회전날(150)의 폭은 3mm ~ 5mm 범위 내에서 설정될 수 있다.
이하에서는 도 10 내지 도 13을 참조하여 고흡수성 수지를 제조하는 방법을 설명하기로 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고흡수성 수지의 제조 방법을 나타낸 순서도이고, 도 11 내지 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고흡수성 수지의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고흡수성 수지의 제조 방법은수용성 에틸렌계 불포화 단량체 및 중합개시제를 포함하는 모노머 조성물을 준비한다(S1010).
이때, 모노머 조성물에 포함되는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체로는 고흡수성 수지의 제조에 통상 사용되는 단량체라면 그 구성의 한정이 없이 사용될 수 있다. 크게, 음이온성 단량체와 그 염, 비이온계 친수성 함유 단량체, 및 아미노기 함유 불포화 단량체 및 그의 4급화물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
구체적으로는 아크릴산, 메타아크릴산, 무수말레인산, 푸말산, 크로톤산, 이타콘산, 2-아크릴로일에탄 술폰산, 2-메타아크릴로일에탄술폰산, 2-(메타)아크릴로일프로판술폰산, 또는 2-(메타)아크릴아미드-2-메틸 프로판 술폰산의 음이온성 단량체와 그 염; (메타)아크릴아미드, N-치환(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트 또는 폴리에틸렌 글리콜(메타)아크릴레이트의 비이온계 친수성 함유 단량체; 및 (N, N)-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트 또는 (N, N)-디메틸아미노프로필(메타)아크릴아미드의 아미노기 함유 불포화 단량체 및 그의 4급화물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 바람직하게 사용할 수 있다.
더욱 바람직하게는 아크릴산 또는 그 염을 사용할 수 있는데, 아크릴산 또는 그 염을 단량체로 하는 경우, 특히 흡수성이 향상된 고흡수성 수지를 얻을 수 있다. 그리고, 상기 모노머 조성물 내에서 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 및 중합개시제의 함량은 통상의 함량 범위를 따르며, 그 구성의 제한은 없다.
그리고 중합개시제는 중합 방법이 열 공급에 따른 열중합인지 자외선 조사에 따른 광중합인지에 따라 중합개시제를 달리하여 사용할 수 있다. 중합개시제 중 열중합 개시제로는 과황산염계 개시제, 아조계 개시제, 과산화수소 및 아스코르빈산으로 이루어진 개시제 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다. 구체적으로, 과황산염계 개시제의 예로는 과황산나트륨(Sodium persulfate; Na2S2O8), 과황산칼륨(Potassium persulfate; K2S2O8), 과황산암모늄(Ammonium persulfate; (NH4)2S2O8) 등이 있으며, 아조(Azo)계 개시제의 예로는 2, 2-아조비스-(2-아미디노프로판)이염산염(2, 2-azobis(2-amidinopropane) dihydrochloride), 2, 2-아조비스-(N, N-디메틸렌)이소부티라마이딘 디하이드로클로라이드(2,2-azobis-(N, N-dimethylene)isobutyramidine dihydrochloride), 2-(카바모일아조)이소부티로니트릴(2-(carbamoylazo)isobutylonitril), 2, 2-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로판] 디하이드로클로라이드(2,2-azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propane] dihydrochloride), 4,4-아조비스-(4-시아노발레릭 산)(4,4-azobis-(4-cyanovaleric acid)) 등이 있다. 보다 다양한 열개시제에 대해서는 Odian 저서인 "Principle of Polymerization(Wiley, 1981sus)", p203에 잘 명시되어 있으며, 상술한 예에 한정되지 않는다.
또한, 광중합 개시제로는 벤조인 에테르(benzoin ether), 디알킬아세토페논(dialkyl acetophenone), 하이드록실 알킬케톤(hydroxyl alkylketone), 페닐글리옥실레이트(phenyl glyoxylate), 벤질디메틸케탈(Benzyl Dimethyl Ketal), 아실포스핀(acyl phosphine) 및 알파-아미노케톤(α-aminoketone)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다. 보다 다양한 광개시제에 대해서는 Reinhold Schwalm 저서인 "UV Coatings: Basics, Recent Developments and New Application (Elsevier 2007년)", p115에 잘 명시되어 있으며, 상술한 예에 한정되지 않는다.
모노머 조성물을 자외선 조사 또는 열을 공급하여 판상의 고흡수성 수지(50)를 준비한다(S1020). 구체적으로, 모노머 조성물을 분비한 후, 준비된 모노모 조성물을 컨베이어 벨트를 포함하는 중합 반응기에 공급하고, 컨베이어 벨트 상에 공급된 모노머 조성물에 자외선 또는 열을 공급하여 판상의 고흡수성 수지(50)를 얻을 수 있다.
판상의 고흡수성 수지(50)를 도 1 내지 도 9에서 설명한 고흡수성 수지용 분쇄장치(100)에 공급하여 분쇄한다(S1030). 즉, 도 11에 도시된 바와 같이 고정블록(120)에 구성된 복수의 고정날(130) 및 회전하는 회전날(150)에 의해 판상의 고흡수성 수지(50)는 고흡수성 수지 조각(55)으로 절단되어 분쇄된다. 도 8에 도시된 바와 같이 판상의 고흡수성 수지(50)는 고정블록(120)과 접촉된 상태로 고정날(130)과 회전날(150)에 의해 절단되므로 컷팅 각(cutting angle)이 0이 되기 때문에 고흡수성 수지(50)의 찢어지는 현상을 줄일 수 있다.
분쇄된 고흡수성 수지 조각(55)은 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 회전하는 회전드럼(140)에 의해 하부로 이동될 수 있다. 이때, 분쇄된 고흡수성 수지 조각(55)의 폭은 3mm ~ 5mm가 되도록 진행할 수 있다.
이렇게 도 11 내지 도 13 과정을 반복하여 판상의 고흡수성 수지(50)를 고흡수성 수지 조각(55)으로 분쇄할 수 있다.
고흡수성 수지용 분쇄 장치를 통해 분쇄된 고흡수성 수지를 건조한다(S1040). 이러한 건조 단계는 통상 건조된 고흡수성 수지의 함수율을 적어도 10중량% 미만이 될 때까지 진행할 수 있다.
이후, 건조된 고흡수성 수지를 2차로 분쇄할 수 있다. 이때, 2차로 분쇄하는 분쇄 장치는 입자의 분말화 과정에 통상 사용되는 장치이면, 그 구성의 한정이 없다. 구체적으로, 핀 밀(pin mill), 해머 밀(hammer mill), 스크류 밀(screw mill), 롤 밀(roll mill), 디스크 밀(disc mill) 또는 조그 밀(jog mill) 등을 사용할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
50: 고흡수성 수지
100: 고흡수성 수지용 분쇄장치
110: 하우징
113: 결합부
115: 투입구
120: 고정 블록
130: 고정날
140: 회전드럼
150: 회전날
170: 배출용기

Claims (14)

  1. 투입되는 판상의 고흡수성 수지를 분쇄하여 배출용기로 배출하는 고흡수성 수지 분쇄장치에 있어서,
    상기 고흡수성 수지를 투입하는 투입구를 포함하는 하우징;
    상기 하우징의 투입구 일측에 구성되어 상기 고흡수성 수지의 투입을 안내하는 고정블록;
    상기 고정블록의 하측에 구성되는 복수의 고정날;
    상기 하우징의 내부에 구성되는 회전드럼; 및
    상기 고정날 사이사이를 통과하면서 상기 고정날과 상호 작용으로 상기 고흡수성 수지를 절단하도록 상기 회전드럼의 외주면을 따라 일정간격으로 구성되는 복수의 회전날;
    을 포함하는 고흡수성 수지용 분쇄장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고흡수성 수지는
    상기 고정블록과 접촉된 상태로, 상기 투입구를 통하여 투입되는 것을 특징으로 하는 고흡수성 수지용 분쇄장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고흡수성 수지는
    상기 회전드럼의 회전방향에 대응하는 상기 고정블록의 측면에 접촉된 상태로, 상기 투입구를 통하여 투입되는 것을 특징으로 하는 고흡수성 수지용 분쇄장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 고정날은
    상기 회전날이 통과하도록 상기 고정블록의 하면에 폭 방향을 따라 일정 간격 이격되어 세로 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 고흡수성 수지용 분쇄장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 회전날은
    직육면체의 몸체; 및
    상기 몸체 일면의 상단부와 하단부 각각에 상기 회전드럼의 회전방향을 향하여 뾰족하게 돌출되어 형성되는 날부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 고흡수성 수지용 분쇄장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 회전날은
    상기 고정날이 통과하도록 상기 회전드럼에 폭 방향으로 일정 간격 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 고흡수성 수지용 분쇄장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 고정날은
    상기 고정블록의 하부 일측을 따라 고정되며, 상기 회전날과 함께 고흡수성 수지를 절단하도록 일 측단의 하부에 돌출된 고정 절단돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 고흡수성 수지용 분쇄장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 고정날은
    상기 회전드럼의 회전방향에 대향하는 상기 일 측단에 요입부가 형성되는 것을 특징으로 하는 고흡수성 수지용 분쇄장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 회전날은
    직육면체의 몸체; 및
    상기 몸체의 상측과 하측 각각에 구성되며, 상기 회전드럼의 회전방향을 향하여 양측에 뾰족하게 돌출된 회전 절단돌기가 형성되는 상부 및 하부 날부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 고흡수성 수지용 분쇄장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 회전날은
    상기 고정날이 통과하도록 상기 회전드럼에 폭 방향으로 일정 간격 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 고흡수성 수지용 분쇄장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 고정날과 이웃한 고정날 사이 간격은 3mm ~ 5mm 범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 하는 고흡수성 수지용 분쇄장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 회전날의 폭은 3mm ~ 5mm 범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 하는 고흡수성 수지용 분쇄장치.
  13. 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 및 중합개시제를 포함하는 모노머 조성물을 준비하는 단계;
    상기 모노머 조성물을 자외선 조사 또는 열을 공급하여 판상의 고흡수성 수지를 준비하는 단계;
    상기 판상의 고흡수성 수지를 제1항에 따른 고흡수성 수지용 분쇄장치에 공급하여 분쇄하는 단계; 및
    상기 분쇄된 고흡수성 수지를 건조하는 단계;
    를 포함하는 고흡수성 수지의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 분쇄하는 단계는 분쇄된 고흡수성 수지의 폭이 3mm ~ 5mm가 되도록 진행하는 것을 특징으로 하는 고흡수성 수지의 제조 방법.
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