KR20200075196A - Preparation method for super absorbent polymer, and super absorbent polymer - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for producing a super absorbent polymer. More particularly, the present invention relates to a method for producing a super absorbent polymer, capable of implementing excellent absorption capacity in the produced super absorbent polymer by using a crosslinking agent having a specific composition during crosslinking polymerization, and to a super absorbent polymer.

Description

고흡수성 수지의 제조 방법 및 고흡수성 수지{PREPARATION METHOD FOR SUPER ABSORBENT POLYMER, AND SUPER ABSORBENT POLYMER}Manufacturing method of super absorbent polymer and super absorbent polymer {PREPARATION METHOD FOR SUPER ABSORBENT POLYMER, AND SUPER ABSORBENT POLYMER}

본 발명은 고흡수성 수지의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 가교 중합 시, 특정 조성의 가교제를 사용하여, 제조된 고흡수성 수지에서 우수한 흡수능을 구현할 수 있는, 고흡수성 수지의 제조 방법 및 고흡수성 수지에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a super absorbent polymer, and more specifically, a method for producing a super absorbent polymer capable of realizing excellent absorbent performance in a prepared super absorbent polymer by using a crosslinking agent having a specific composition during crosslinking polymerization, and It relates to a super absorbent polymer.

고흡수성 수지(Super Absorbent Polymer, SAP)란 자체 무게의 5백 내지 1천 배 정도의 수분을 흡수할 수 있는 기능을 가진 합성 고분자 물질로서, 개발 업체마다 SAM(Super Absorbency Material), AGM(Absorbent Gel Material) 등 각기 다른 이름으로 명명하고 있다. 상기와 같은 고흡수성 수지는 생리 용구로 실용화되기 시작해서, 현재는 어린이용 종이 기저귀나 생리대 등 위생 용품 외에 원예용 토양 보수제, 토목, 건축용 지수재, 육묘용 시트, 식품 유통 분야에서의 신선도 유지제, 및 찜질용 등의 재료로 널리 사용되고 있다. Super Absorbent Polymer (SAP) is a synthetic polymer material that has the ability to absorb about 500 to 1,000 times its own weight.Sam (Super Absorbency Material), AGM (Absorbent Gel) for each developer Material). The superabsorbent resin as described above began to be put into practical use as a physiological tool, and now, in addition to sanitary products such as paper diapers and sanitary napkins for children, soil repair agents for horticulture, civil engineering, construction index materials, nursery sheets, and freshness retention agents in food distribution fields , And is widely used as a material for poultice.

가장 많은 경우에, 이러한 고흡수성 수지는 기저귀나 생리대 등 위생재 분야에서 널리 사용되고 있는데, 이러한 용도를 위해 수분 등에 대한 높은 흡수력을 나타낼 필요가 있고, 외부의 압력에도 흡수된 수분이 빠져 나오지 않아야 하며, 이에 더하여, 흡수 속도가 빨라야 한다. In most cases, these superabsorbent polymers are widely used in the field of sanitary materials such as diapers and sanitary napkins. For this purpose, it is necessary to exhibit high absorbency for moisture, etc., and absorbed moisture should not escape even under external pressure. In addition to this, the absorption rate must be fast.

특히 최근에는, complex core 형 기저귀에 대한 수요가 증가하고 있는데, complex core 형 기저귀는, 기저귀의 하단에 흡수 속도 및 재습윤 특성이 우수한 고흡수성 수지를 사용하여야 한다. In particular, in recent years, demand for a complex core type diaper has increased, and a complex core type diaper must use a super absorbent polymer having excellent absorption rate and rewetting characteristics at the bottom of the diaper.

흡수 속도와 재습윤 특성이 우수한 고흡수성 수지를 제공하기 위해서는, 고흡수성 수지의 표면적을 넓힐 필요가 있다. 이를 위해, 탄산염 발포제를 사용하는 기술이 소개되었으나, 아직까지 충분한 초기 흡수능을 나타내는 고흡수성 수지를 개발하지 못하고 있는 실정이다.In order to provide a superabsorbent polymer having excellent absorption rate and rewetting characteristics, it is necessary to increase the surface area of the superabsorbent polymer. To this end, a technique using a carbonate blowing agent has been introduced, but it has not yet been developed a super absorbent polymer that exhibits sufficient initial absorption capacity.

본 명세서는, 우수한 초기 흡수능을 나타내는 고흡수성 수지를 제공한다.The present specification provides a super absorbent polymer exhibiting excellent initial absorbing ability.

본 발명은, 중합 개시제 및 내부 가교제의 존재 하에, 적어도 일부가 중화된 산성 기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 가교 중합하여, 함수겔 중합체를 형성하는 단계를 포함하고; 상기 내부 가교제는, 분자 내에 에폭시 기 및 (메트)아크릴레이트 기를 모두 포함하는 화합물인; 고흡수성 수지의 제조 방법을 제공한다. The present invention comprises the step of crosslinking polymerization of a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acidic group at least partially neutralized in the presence of a polymerization initiator and an internal crosslinking agent to form a hydrogel polymer; The internal crosslinking agent is a compound containing both an epoxy group and a (meth)acrylate group in the molecule; Provided is a method for producing a super absorbent polymer.

또한, 본 발명은, 적어도 일부가 중화된 산성 기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 가교 중합체인 베이스 수지를 포함하고; 상기 가교 중합은, 분자 내에 에폭시 기 및 (메트)아크릴레이트 기를 모두 포함하는 화합물에 의해 형성되는, 고흡수성 수지를 제공한다. In addition, the present invention includes a base resin which is a crosslinked polymer of a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having at least partially neutralized acidic groups; The crosslinking polymerization provides a superabsorbent polymer formed by a compound containing both an epoxy group and a (meth)acrylate group in the molecule.

본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용되며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 목적으로만 사용된다. In the present invention, terms such as first and second are used to describe various components, and the terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components.

또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. In addition, the terms used in this specification are only used to describe exemplary embodiments, and are not intended to limit the present invention.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합을 설명하기 위한 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 이들의 조합 또는 부가 가능성을 배제하는 것은 아니다. In the present specification, terms such as “include”, “have” or “have” are used to describe the implemented features, numbers, steps, elements, or combinations thereof, and one or more other features or numbers, steps , Components, combinations of these or the possibility of addition are not excluded.

또한 본 명세서에 있어서, 각 층 또는 요소가 각 층들 또는 요소들의 "상에" 또는 "위에" 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층 또는 요소가 직접 각 층들 또는 요소들의 위에 형성되는 것을 의미하거나, 다른 층 또는 요소가 각 층 사이, 대상체, 기재 상에 추가적으로 형성될 수 있음을 의미한다. Also, in this specification, when each layer or element is referred to as being formed “on” or “above” each layer or element, it means that each layer or element is directly formed on top of each layer or element, or is different. It means that a layer or element can be additionally formed between each layer, on an object or substrate.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태로 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention can be applied to various changes and may have various forms, and specific embodiments will be illustrated and described in detail below. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosure form, and it should be understood that all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention are included.

본 명세서 전체에서, 생리 식염수라 함은, 생리 식염수 (0.9 wt% NaCl(s))를 의미한다. Throughout this specification, physiological saline means physiological saline (0.9 wt% NaCl(s)).

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 일 측면에 따르면, 중합 개시제 및 내부 가교제의 존재 하에, 적어도 일부가 중화된 산성 기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 가교 중합하여, 함수겔 중합체를 형성하는 단계를 포함하고; 상기 내부 가교제는, 분자 내에 에폭시 기 및 (메트)아크릴레이트 기를 모두 포함하는 화합물인; 고흡수성 수지의 제조 방법이 제공된다. According to one aspect of the invention, in the presence of a polymerization initiator and an internal crosslinking agent, crosslinking and polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having at least a partially neutralized acidic group to form a hydrogel polymer; The internal crosslinking agent is a compound containing both an epoxy group and a (meth)acrylate group in the molecule; A method for producing a super absorbent polymer is provided.

본 발명의 발명자들은, 고흡수성 수지 제조의 일 공정인, 중합 및 내부 가교 공정에서, 기존에 일반적으로 사용되던 내부 가교제가 아닌, 특정 화학 구조를 가지는 화합물을 사용하고, 이에 더하여, 특정 구조의 발포제를 사용하는 경우, 제조되는 가교 중합체의 가교 밀도를 적절하게 조절할 수 있으면서도, 가교 중합체의 표면적을 효과적으로 높이게 되어, 초기 흡수능이 우수한 베이스 수지, 및 고흡수성 수지를 제공할 수 있다는 사실을 발견하고, 본 발명을 완성하게 되었다. The inventors of the present invention use a compound having a specific chemical structure, in addition to an internal cross-linking agent, which has been conventionally used in polymerization and internal cross-linking processes, which is a process for producing super absorbent polymers, and, in addition, a foaming agent of a specific structure In the case of using, while discovering that the cross-linking density of the cross-linked polymer to be prepared can be appropriately adjusted, the surface area of the cross-linked polymer is effectively increased, thereby providing a base resin having excellent initial absorption ability, and a super absorbent polymer. The invention was completed.

이러한 베이스 수지 및 고흡수성 수지는, 다음과 같은 방법에 의해 제조될 수 있다. The base resin and the superabsorbent polymer can be produced by the following method.

(중합)(polymerization)

먼저, 함수겔 중합체를 형성하는 단계로서, 중합 개시제, 내부 가교제, 및 적어도 일부가 중화된 산성 기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 포함하는 단량체 혼합물을 가교 중합하는 단계이다.First, as a step of forming a hydrogel polymer, it is a step of crosslinking and polymerizing a monomer mixture comprising a polymerization initiator, an internal crosslinking agent, and a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having at least a partially neutralized acidic group.

상기 고흡수성 수지의 원료 물질인 단량체 혼합물은 산성 기를 가지며 상기 산성 기의 적어도 일부가 중화된 수용성 에틸렌계 불포화 단량체, 보다 구체적으로, 아크릴산계 단량체 및 중합 개시제를 포함할 수 있다.The monomer mixture, which is a raw material of the super absorbent polymer, has an acidic group and may include a water-soluble ethylenically unsaturated monomer in which at least a portion of the acidic group is neutralized, more specifically, an acrylic acid monomer and a polymerization initiator.

(단량체)(Monomer)

상기 아크릴산계 단량체는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물이다:The acrylic acid monomer is a compound represented by the following formula (2):

[화학식 2][Formula 2]

R1-COOM1R1-COOM1

상기 화학식 2에서, In Chemical Formula 2,

R1은 불포화 결합을 포함하는 탄소수 2 내지 5의 알킬 그룹이고, R1 is an alkyl group having 2 to 5 carbon atoms containing an unsaturated bond,

M1은 수소원자, 1가 또는 2가 금속, 암모늄기 또는 유기 아민염이다.M1 is a hydrogen atom, a monovalent or divalent metal, an ammonium group or an organic amine salt.

상기 아크릴산계 단량체는, 구체적으로 예를 들어, 아크릴산, 메타크릴산 및 이들의 1가 금속염, 2가 금속염, 암모늄염 및 유기 아민염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. The acrylic acid-based monomer, for example, acrylic acid, methacrylic acid, and may include one or more selected from the group consisting of monovalent metal salts, divalent metal salts, ammonium salts and organic amine salts.

여기서, 상기 아크릴산계 단량체는 산성 기를 가지며 상기 산성 기의 적어도 일부가 중화된 것일 수 있다. 바람직하게는 상기 단량체를 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화암모늄 등과 같은 염기성 물질로 부분적으로 중화시킨 것이 사용될 수 있다. 이때, 상기 아크릴산계 단량체의 중화도는, 약 85 몰% 미만, 혹은 약 40 내지 약 80 몰%, 혹은 약 50 내지 약 70 몰%로 조절될 수 있다. Here, the acrylic acid monomer may have an acidic group and at least a part of the acidic group may be neutralized. Preferably, the monomer may be partially neutralized with a basic substance such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, or ammonium hydroxide. In this case, the degree of neutralization of the acrylic acid monomer may be adjusted to less than about 85 mol%, or about 40 to about 80 mol%, or about 50 to about 70 mol%.

상기 중화도가 지나치게 높으면 중화된 단량체가 석출되어 중합이 원활하게 진행되기 어려울 수 있으며, 더 나아가, 표면 가교 개시 이후의 추가 중화에 따른 효과가 실질적으로 없어져, 표면 가교 층의 가교 정도가 최적화되지 못하고, 고흡수성 수지의 통액성 등이 충분치 못하게 될 수 있다. 반대로 중화도가 지나치게 낮으면 고분자의 흡수력이 크게 떨어질 뿐만 아니라 취급하기 곤란한 탄성 고무와 같은 성질을 나타낼 수 있다.If the degree of neutralization is too high, the neutralized monomer may be precipitated and polymerization may be difficult to proceed smoothly. Furthermore, the effect of additional neutralization after the surface crosslinking is substantially eliminated, and the degree of crosslinking of the surface crosslinking layer is not optimized. , The liquid permeability of the super absorbent polymer may be insufficient. On the contrary, if the degree of neutralization is too low, the absorbency of the polymer is not only greatly reduced, but also exhibits properties such as an elastic rubber that is difficult to handle.

상기 단량체의 농도는, 상기 고흡수성 수지의 원료 물질 및 용매를 포함하는 단량체 혼합물에 대해 약 20 내지 약 60 중량%, 혹은 약 30 내지 약 55 중량%, 혹은 약 40 내지 약 50 중량%로 될 수 있으며, 중합 시간 및 반응 조건 등을 고려해 적절하게 조절될 수 있다. The concentration of the monomer may be about 20 to about 60% by weight, or about 30 to about 55% by weight, or about 40 to about 50% by weight relative to the monomer mixture containing the raw material and solvent of the superabsorbent polymer. And may be appropriately adjusted in consideration of polymerization time and reaction conditions.

상기 단량체의 농도가 지나치게 낮아지면, 고흡수성 수지의 수율이 낮아져 경제성에 문제가 생길 수 있고, 반대로 단량체의 농도가 지나치게 높아지면, 단량체의 일부가 석출되거나 중합된 함수겔 중합체의 분쇄 시, 분쇄 효율이 낮아지는 등 공정상 문제가 생길 수 있으며 고흡수성 수지의 물성이 저하될 수 있다.When the concentration of the monomer is too low, the yield of the superabsorbent polymer may be lowered, which may cause economic problems. Conversely, when the concentration of the monomer is too high, a part of the monomer is precipitated or crushed when the polymerized hydrogel polymer is crushed. This may cause process problems such as lowering, and may decrease the physical properties of the super absorbent polymer.

(중합 개시제)(Polymerization initiator)

상기 일 구현예의 고흡수성 수지 제조 방법에서 사용되는 중합 개시제는 고흡수성 수지의 제조에 일반적으로 사용되는 것이면 특별히 한정되지 않는다.The polymerization initiator used in the superabsorbent polymer production method of the above embodiment is not particularly limited as long as it is generally used for the production of superabsorbent polymers.

구체적으로, 상기 중합 개시제는 중합 방법에 따라 열 중합 개시제 또는 UV 조사에 따른 광 중합 개시제를 사용할 수 있다. 다만 광 중합 방법에 의하더라도, 자외선 조사 등에 의해 일정량의 열이 발생할 수 있고, 또한 발열 반응인 중합 반응의 진행에 따라 어느 정도의 열이 발생할 수 있으므로, 추가적으로 열 중합 개시제를 포함할 수도 있다.Specifically, the polymerization initiator may be a thermal polymerization initiator or a photo polymerization initiator according to UV irradiation depending on the polymerization method. However, even by the photopolymerization method, since a certain amount of heat may be generated by ultraviolet irradiation or the like, and a certain amount of heat may be generated as the polymerization reaction, which is an exothermic reaction, may additionally include a thermal polymerization initiator.

상기 광 중합 개시제는 자외선과 같은 광에 의해 라디칼을 형성할 수 있는 화합물이면 그 구성의 한정이 없이 사용될 수 있다. The photopolymerization initiator may be used without limitation of its structure as long as it is a compound capable of forming radicals by light such as ultraviolet rays.

상기 광 중합 개시제로는 예를 들어, 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. 한편, 아실포스핀의 구체예로, 상용하는 lucirin TPO, 즉, 2,4,6-트리메틸-벤조일-트리메틸 포스핀 옥사이드(2,4,6-trimethyl-benzoyl-trimethyl phosphine oxide)를 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.Examples of the photopolymerization initiator include benzoin ether, dialkyl acetophenone, hydroxyl alkylketone, phenyl glyoxylate, and benzyl dimethyl ketal. Dimethyl Ketal), acyl phosphine (acyl phosphine) and alpha-aminoketone (α-aminoketone) may be used. Meanwhile, as a specific example of acylphosphine, a commercially available lucirin TPO, that is, 2,4,6-trimethyl-benzoyl-trimethyl phosphine oxide (2,4,6-trimethyl-benzoyl-trimethyl phosphine oxide) can be used. . For a wider variety of photoinitiators, it is well documented in Reinhold Schwalm's book'UV Coatings: Basics, Recent Developments and New Application (Elsevier 2007)' p115, and is not limited to the examples described above.

또한, 상기 열 중합개시제로는 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(A mmonium 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 열 중합개시제에 대해서는 Odian 저서인 'Principle of Polymerization(Wiley, 1981)', p203에 잘 명시되어 있으며, 상술한 예에 한정되지 않는다.In addition, as the thermal polymerization initiator, one or more selected from the initiator group consisting of a persulfate-based initiator, an azo-based initiator, hydrogen peroxide, and ascorbic acid may be used. Specifically, examples of the persulfate-based initiator are sodium persulfate (Na 2 S 2 O 8 ), potassium persulfate (K 2 S 2 O 8 ), ammonium persulfate (A mmonium persulfate; (NH 4 ) 2 S 2 O 8 ), and examples of the azo-based initiator are 2, 2-azobis-(2-amidinopropane) dihydrochloride (2, 2-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride), 2,2-azobis-(N,N-dimethylene)isobutyramidine dihydrochloride (2,2-azobis-(N,N-dimethylene)isobutyramidine dihydrochloride), 2-(carbamoyl azo)isobutyro Nitrile (2-(carbamoylazo)isobutylonitril), 2, 2-azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propane] dihydrochloride (2,2-azobis[2-(2-imidazolin-2) -yl)propane] dihydrochloride), 4,4-azobis-(4-cyanovaleric acid) (4,4-azobis-(4-cyanovaleric acid)). More various thermal polymerization initiators are well specified in Odian's book'Principle of Polymerization (Wiley, 1981)', p203, and are not limited to the examples described above.

이러한 중합 개시제는 상기 단량체 혼합물 전체 중량에 대하여 약 0.001 내지 1 중량%, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 0.9 중량%의 농도로 첨가될 수 있다. 상기 중합 개시제의 농도가 지나치게 낮을 경우 중합 속도가 느려질 수 있고 최종 제품에 잔존 모노머가 다량으로 추출될 수 있어 바람직하지 않다. 반대로, 상기 중합 개시제의 농도가 상기 범위 보다 높을 경우 네트워크를 이루는 고분자 체인이 짧아져 수가용 성분의 함량이 높아지고 가압 흡수능이 낮아지는 등 수지의 물성이 저하될 수 있어 바람직하지 않다.The polymerization initiator may be added at a concentration of about 0.001 to 1% by weight, preferably about 0.1 to about 0.9% by weight relative to the total weight of the monomer mixture. When the concentration of the polymerization initiator is too low, the polymerization rate may be slow, and residual monomers in the final product may be extracted in large quantities, which is not preferable. Conversely, when the concentration of the polymerization initiator is higher than the above range, the polymer chain constituting the network is shortened, so the content of the water-soluble component is increased and the pressure absorption capacity is lowered, so that the physical properties of the resin may be lowered, which is not preferable.

(내부 가교제)(Internal crosslinking agent)

발명의 일 구현예에 따르면, 상기 단량체 혼합물은 고흡수성 수지의 원료 물질로, 특별한 화학 구조를 가지는 내부 가교제를 포함한다. According to one embodiment of the invention, the monomer mixture is a raw material of a super absorbent polymer, and includes an internal crosslinking agent having a special chemical structure.

이러한 내부 가교제는 아크릴산계 단량체가 중합된 중합체, 즉, 베이스 수지의 내부를 가교시키기 위한 것으로서, 상기 중합체의 표면을 가교시키기 위한 표면 가교제와 구분된다.Such an internal crosslinking agent is for crosslinking the inside of a polymer in which an acrylic acid monomer is polymerized, that is, a base resin, and is different from a surface crosslinking agent for crosslinking the surface of the polymer.

이전부터 고흡수성 수지의 제조에 일반적으로 사용되던 내부 가교제는, 구체적으로, 탄소수 2 내지 20의 폴리올의 폴리(메트)아크릴레이트계 화합물, 탄소수 2 내지 20의 폴리올의 폴리글리시딜 에테르계 화합물 또는 탄소수 2 내지 20의 알릴 (메트)아크릴레이트계 화합물 등을 들 수 있다. The internal crosslinking agent generally used in the preparation of superabsorbent polymers from before, specifically, a poly(meth)acrylate-based compound having a polyol having 2 to 20 carbon atoms, a polyglycidyl ether-based compound having a polyol having 2 to 20 carbon atoms, or And an allyl (meth)acrylate-based compound having 2 to 20 carbon atoms.

기존에 사용되던, 이들 내부 가교제의 보다 구체적인 예로는, 트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 부탄디올디(메트)아크릴레이트, 부틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 헥산디올디(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트, 글리세린 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스톨 테트라아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르(ethyleneglycol diglycidyl ether), 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르, 글리세롤 폴리글리시딜 에테르, 프로필렌글리콜 디글리시딜 에테르 또는 폴리프로필렌 글리콜 디글리시딜 에테르 등을 들 수 있다. More specific examples of these internal crosslinking agents used in the past, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, ethylene glycol di(meth)acrylate, polyethylene glycol di(meth)acrylate, and propylene glycol di(meth)acrylate , Polypropylene glycol di(meth)acrylate, butanediol di(meth)acrylate, butylene glycol di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate, hexanediol di(meth)acrylate, triethylene Glycol di(meth)acrylate, tripropylene glycol di(meth)acrylate, tetraethylene glycol di(meth)acrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, glycerin tri(meth)acrylate, pentaerythritol tetraacrylate, And ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, or polypropylene glycol diglycidyl ether.

그러나, 본 발명의 경우, 상술한 내부 가교제가 아닌, 분자 내에 에폭시 기 및 (메트)아크릴레이트 기를 모두 포함하는 화합물을, 내부 가교제로 사용한다. However, in the case of the present invention, a compound containing both an epoxy group and a (meth)acrylate group in a molecule other than the aforementioned internal crosslinking agent is used as the internal crosslinking agent.

이러한 화합물은, 기존에 사용하던 내부 가교제와는 달리, 분자 내에 두 개의 상이한 관능기를 보유하여, 제조되는 가교 중합체의 가교 밀도를 적절하게 조절할 수 있으며, 특히, 후술하는 특정 발포제가 함께 사용되는 경우, 발포 정도를 최적화하여, 가교 중합체의 표면적을 효과적으로 증가시킬 수 있다.These compounds, unlike the internal cross-linking agent used previously, have two different functional groups in the molecule, so that the cross-linking density of the cross-linked polymer to be prepared can be appropriately adjusted. In particular, when a specific blowing agent described later is used together, By optimizing the degree of foaming, the surface area of the crosslinked polymer can be effectively increased.

이러한 내부 가교제는, 예를 들어, 하기 화학식 1로 표시될 수 있다. Such an internal crosslinking agent may be represented by, for example, Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에서, In Chemical Formula 1,

R1은, 수소, 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬이고, R1 is hydrogen or alkyl having 1 to 5 carbon atoms,

n은, 1 내지 5의 정수이다. n is an integer of 1-5.

상기 화학식 1에서, R1은, 수소 또는 메틸인 것이 더욱 바람직할 수 있으며, n은, 1 내지 3인 것이 더욱 바람직할 수 있다. In Chemical Formula 1, R1 may be more preferably hydrogen or methyl, and n may be more preferably 1 to 3.

이러한 화합물의 예로는, 옥시라-2-닐메틸 아크릴레이트, 옥시라-2-닐메틸 메타크릴레이트, 옥시라-2-닐에틸 아크릴레이트, 옥시라-2-닐에틸 메타크릴레이트, 옥시라-2-닐프로필 아크릴레이트, 옥시라-2-닐프로필 메타크릴레이트, 옥시라-2-닐부틸 아크릴레이트, 및 옥시라-2-닐부틸 메타크릴레이트 등을 들 수 있고, 이들을 1종 혹은 그 이상 혼합하여 사용할 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. Examples of such compounds include oxira-2-ylmethyl acrylate, oxira-2-ylmethyl methacrylate, oxira-2-ylethyl acrylate, oxira-2-ylethyl methacrylate, and oxira And -2-ylpropyl acrylate, oxira-2-ylpropyl methacrylate, oxira-2-ylbutyl acrylate, and oxira-2-ylbutyl methacrylate, and the like. It may be used by mixing more, but the present invention is not necessarily limited thereto.

내부 가교제는, 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 중량에 대하여, 약 100 내지 약 1500 ppm으로 포함될 수 있고, 바람직하게는 약 500 내지 약 1000 ppm으로 포함될 수 있다. The internal crosslinking agent may be included at about 100 to about 1500 ppm, and preferably at about 500 to about 1000 ppm, based on the weight of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer.

이와 별개로, 이러한 내부 가교제는 상기 단량체 혼합물 전체 중량에 대하여 약 0.01 내지 약 1 중량%, 혹은 약 0.05 내지 약 0.8 중량%, 혹은 약 0.2 내지 약 0.7 중량%의 농도로 포함되어, 함수겔 중합체 및 이로부터 형성되는 베이스 수지 분말 내부에 가교 구조를 도입할 수 있다. Separately, such an internal crosslinking agent is included in a concentration of about 0.01 to about 1% by weight, or about 0.05 to about 0.8% by weight, or about 0.2 to about 0.7% by weight relative to the total weight of the monomer mixture, hydrogel polymer and A crosslinked structure can be introduced into the base resin powder formed therefrom.

상기 내부 가교제의 농도가 지나치게 낮을 경우, 고흡수성 수지의 흡수 속도가 낮아지고 겔 강도가 약해질 수 있어 바람직하지 않다. 반대로, 상기 내부 가교제의 농도가 지나치게 높을 경우, 고흡수성 수지의 흡수력이 낮아져 흡수체로서는 바람직하지 않게 될 수 있다.When the concentration of the internal crosslinking agent is too low, the absorption rate of the superabsorbent polymer is lowered and the gel strength may be weakened, which is not preferable. Conversely, when the concentration of the internal crosslinking agent is too high, the absorbent power of the super absorbent polymer is lowered, which may make it undesirable as an absorber.

(발포제)(blowing agent)

그리고, 상기 단량체 혼합물은, 상기 내부 가교제 외에, 발포제를 더 포함할 수도 있으며, 이에 따라, 상기 가교 중합은, 캡슐화된 발포제의 존재 하에 수행될 수 있다. In addition, the monomer mixture, in addition to the internal crosslinking agent, may further include a blowing agent, and accordingly, the crosslinking polymerization may be performed in the presence of an encapsulating blowing agent.

상기 발포제는, 중합 시 단량체 혼합물 내에서, 발포에 의해 함수겔 중합체 내 기공을 형성하고, 이에 따라 함수겔 중합체의 표면적을 늘리는 역할을 한다. The foaming agent, in polymerization, in the monomer mixture, forms pores in the hydrogel polymer by foaming, and thus serves to increase the surface area of the hydrogel polymer.

기존에 일반적으로 사용되던 발포제는 탄산염 등이 있고, 일례로 소디움 비카보네이트(sodium bicarbonate), 소디움 카보네이트(sodium carbonate), 포타슘 비카보네이트(potassium bicarbonate), 포타슘 카보네이트(potassium carbonate), 칼슘 비카보네이트(calcium bicarbonate), 칼슘 카보네이트(calcium bicarbonate), 마그네슘 비카보네이트(magnesiumbicarbonate) 또는 마그네슘 카보네이트(magnesium carbonate) 등을 사용하여 왔다. Foaming agents that have been commonly used include carbonates, for example, sodium bicarbonate, sodium carbonate, potassium bicarbonate, potassium carbonate, and calcium bicarbonate bicarbonate), calcium bicarbonate, magnesium bicarbonate or magnesium carbonate has been used.

그러나, 본 발명의 경우, 특정 구조의 발포제, 구체적으로는, 캡슐화된 발포제를 사용하며, 캡슐화된 발포제 및 상술한 내부 가교제의 상호 작용에 의해, 가교 중합체의 가교 밀도 및 발포 정도를 적절하게 조절할 수 있게 된다. However, in the case of the present invention, a foaming agent having a specific structure, specifically, an encapsulating foaming agent is used, and by the interaction of the encapsulating foaming agent and the internal crosslinking agent described above, the crosslinking density and the degree of foaming of the crosslinked polymer can be appropriately adjusted. There will be.

상기 캡슐화된 발포제는, 예를 들어, 팽창되기 전에 측정된 평균 직경이 5 내지 50 ㎛, 5 내지 30 ㎛, 5 내지 20 ㎛ 혹은 7 내지 17 ㎛로 조절되어 큰 기공이 균일하게 형성된 수지 입자를 제조할 수 있다.The encapsulated blowing agent, for example, the average diameter measured before expansion is adjusted to 5 to 50 μm, 5 to 30 μm, 5 to 20 μm or 7 to 17 μm to prepare resin particles having large pores uniformly formed can do.

상기 캡슐화된 발포제는 탄화수소를 포함하는 코어와 상기 코어를 둘러싸며 열가소성 수지로 형성되는 쉘을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 이러한 캡슐화된 발포제는 원하는 크기로 팽창시킬 수 있기 때문에 고흡수성 수지의 제조 시에 사용되어 고흡수성 수지가 상술한 큰 기공이 형성된 수지 입자를 일정 함량 이상으로 포함하게 할 수 있다. The encapsulated foaming agent may have a structure including a core including a hydrocarbon and a shell surrounding the core and formed of a thermoplastic resin. Since the encapsulated foaming agent can expand to a desired size, it can be used in the manufacture of a super absorbent polymer so that the super absorbent polymer contains resin particles having large pores described above in a predetermined content or more.

상술한 크기의 기공이 형성된 수지 입자를 다량 제조하기 위해서는 캡슐화된 발포제의 팽창 특성을 파악할 필요가 있다. 그러나, 고흡수성 수지 내에서 캡슐화된 발포제가 발포된 형태는 고흡수성 수지의 제조 조건에 따라 달라질 수 있으므로 하나의 형태로 정의하기가 어렵다. 따라서, 캡슐화된 발포제를 공기 중에서 발포시켜 팽창 비율 및 크기를 확인함으로써, 큰 기공이 형성된 수지 입자를 형성하기에 적합한지 확인할 수 있다. In order to manufacture a large amount of resin particles having pores of the above-described size, it is necessary to grasp the expansion characteristics of the encapsulated blowing agent. However, the form in which the foaming agent encapsulated in the superabsorbent polymer is foamed may vary depending on the manufacturing conditions of the superabsorbent polymer, so it is difficult to define it as one form. Therefore, by checking the expansion ratio and size by foaming the encapsulated blowing agent in the air, it can be confirmed that it is suitable for forming resin particles having large pores.

구체적으로, 유리 페트리 접시 위에 캡슐화된 발포제를 도포한 뒤 공기 중에서 열을 10 분 동안 가하여 캡슐화된 발포제를 팽창시킨다. 이때, 캡슐화된 발포제가 3 내지 15 배, 5 내지 15 배 혹은 8.5 내지 10 배의 공기 중에서의 최대 팽창 비율을 나타내면 상술한 크기의 기공이 형성된 수지 입자를 대량 생성하기에 적합하다. Specifically, the encapsulated blowing agent is expanded by applying heat to the glass petri dish for 10 minutes after applying the encapsulating blowing agent. At this time, if the encapsulated foaming agent exhibits a maximum expansion rate in air of 3 to 15 times, 5 to 15 times, or 8.5 to 10 times, it is suitable for mass-producing resin particles having pores of the size described above.

또한, 캡슐화된 발포제는, 공기 중에서의 최대 팽창 크기가 190 ㎛ 이하인 경우, 상술한 크기의 기공이 형성된 수지 입자를 많이 제조할 수 있다. 구체적으로, 캡슐화된 발포제의 공기 중에서의 최대 팽창 크기가, 20 내지 190 ㎛, 50 내지 190 ㎛, 70 내지 190 ㎛, 혹은 75 내지 190 ㎛인 경우, 상술한 크기의 기공이 형성된 수지 입자를 대량 생성하기에 적합하다. In addition, when the maximum expansion size in the air of the encapsulated foaming agent is 190 μm or less, a large number of resin particles having pores of the above-described size can be produced. Specifically, when the maximum expansion size in the air of the encapsulated blowing agent is 20 to 190 μm, 50 to 190 μm, 70 to 190 μm, or 75 to 190 μm, a large amount of resin particles having pores having the above-described size are generated. It is suitable for

캡슐화된 발포제의 공기 중에서의 최대 팽창 비율 및 최대 팽창 크기는 후술하는 제조예에 자세히 기재되어 있다.The maximum expansion ratio and maximum expansion size in the air of the encapsulated blowing agent are described in detail in the preparation examples described below.

상기 캡슐화된 발포제의 코어를 구성하는 탄화수소는 n-프로판, n-부탄, iso-부탄, 사이클로부탄, n-펜탄, iso-펜탄, 사이클로펜탄, n-헥산, iso-헥산, 사이클로헥산, n-헵탄, iso-헵탄, 사이클로헵탄, n-옥탄, iso-옥탄 및 사이클로옥탄으로 구성된 군에서 선택된 1 종 이상일 수 있다. 이 중에서도 탄소수 3 내지 5의 탄화수소(n-프로판, n-부탄, iso-부탄, 사이클로부탄, n-펜탄, iso-펜탄, 사이클로펜탄)가 상술한 크기의 기공을 형성하기에 적합하고, iso-부탄이 가장 적합하다. The hydrocarbons constituting the core of the encapsulated blowing agent are n-propane, n-butane, iso-butane, cyclobutane, n-pentane, iso-pentane, cyclopentane, n-hexane, iso-hexane, cyclohexane, n- It may be one or more selected from the group consisting of heptane, iso-heptane, cycloheptane, n-octane, iso-octane and cyclooctane. Among these, hydrocarbons having 3 to 5 carbon atoms (n-propane, n-butane, iso-butane, cyclobutane, n-pentane, iso-pentane, cyclopentane) are suitable for forming pores of the size described above, and iso- Butane is best.

그리고, 상기 캡슐화된 발포제의 쉘을 구성하는 열가소성 수지는 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴로니트릴, 방향족 비닐, 초산 비닐, 할로겐화 비닐 및 할로겐화 비닐리덴으로 구성된 군에서 선택된 1 종 이상의 모노머로부터 형성되는 폴리머일 수 있다. 이 중에서도 (메트)아크릴레이트 및 (메트)아크릴로니트릴의 공중합체가 상술한 크기의 기공을 형성하기에 가장 적합하다. In addition, the thermoplastic resin constituting the shell of the encapsulated foaming agent is formed from at least one monomer selected from the group consisting of (meth)acrylate, (meth)acrylonitrile, aromatic vinyl, vinyl acetate, vinyl halide, and vinylidene halide. It can be a polymer. Among these, copolymers of (meth)acrylate and (meth)acrylonitrile are most suitable for forming pores of the size described above.

상기 캡슐화된 발포제는 전체 캡슐화된 발포제 중량에 대하여 탄화수소를 10 내지 30 중량%로 포함할 수 있다. 이러한 범위 내에서 상술한 크기의 기공이 형성된 수지 입자를 다량 제조할 수 있다.The encapsulated blowing agent may contain 10 to 30% by weight of hydrocarbons based on the total encapsulating blowing agent weight. Within this range, it is possible to manufacture a large amount of resin particles having pores of the size described above.

상기 캡슐화된 발포제는, 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 중량에 대하여, 약 1000 내지 약 5000 ppm, 혹은, 약 2000 내지 약 4000ppm으로 포함될 수 있다. The encapsulated blowing agent may be included in an amount of about 1000 to about 5000 ppm, or about 2000 to about 4000 ppm, based on the weight of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer.

상기 함량 범위에서, 상술한 기공 특성 및 제반 물성을 충족하는 베이스 수지 및 고흡수성 수지를 적절히 얻을 수 있다.In the above-mentioned content range, a base resin and a super absorbent polymer satisfying the above-described pore characteristics and various physical properties can be suitably obtained.

한편, 상술한 일 구현예의 제조 방법에서, 상기 단량체 혼합물은 필요에 따라 증점제(thickener), 가소제, 보존안정제, 산화방지제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, in the manufacturing method of the above-described embodiment, the monomer mixture may further include additives such as a thickener, a plasticizer, a preservative stabilizer, and an antioxidant, if necessary.

상술한 단량체 혼합물, 중합 개시제, 내부 가교제, 및 적어도 일부가 중화된 산성 기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체와, 선태적으로, 그 외 첨가제를 포함하는 단량체 혼합물은, 용매에 용해된 단량체 혼합물 용액의 형태로 준비될 수 있다.The monomer mixture containing the above-described monomer mixture, polymerization initiator, internal crosslinking agent, and water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acidic group at least partially neutralized, and optionally, other additives, is in the form of a monomer mixture solution dissolved in a solvent. Can be prepared with.

이 때 사용할 수 있는 상기 용매는 상술한 성분들을 용해할 수 있으면 그 구성의 한정이 없이 사용될 수 있으며, 예를 들어 물, 에탄올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸에테르, 톨루엔, 크실렌, 부틸로락톤, 카르비톨, 메틸셀로솔브아세테이트 및 N,N-디메틸아세트아미드 등에서 선택된 1종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.The solvent that can be used at this time can be used without limitation of its composition as long as it can dissolve the above-mentioned components, for example, water, ethanol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,4-butanediol, Propylene glycol, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl ethyl ketone, acetone, methyl amyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol Ethyl ether, toluene, xylene, butyrolactone, carbitol, methyl cellosolve acetate and N,N-dimethylacetamide can be used in combination.

상기 용매는 단량체 혼합물의 총 함량에 대하여, 각 성분이 상술한 농도 범위로 조절되도록, 잔량으로 포함될 수 있다.The solvent may be included in a residual amount so that each component is controlled in the above-described concentration range with respect to the total content of the monomer mixture.

(중합)(polymerization)

한편, 이와 같은 단량체 혼합물을 열 중합 또는 광 중합하여 함수겔 중합체를 형성하는 방법 또한 통상 사용되는 중합 방법이면, 특별히 구성의 한정이 없다. On the other hand, the method for forming a hydrogel polymer by thermal polymerization or photopolymerization of such a monomer mixture is also not particularly limited, as long as it is a commonly used polymerization method.

구체적으로, 중합 방법은 중합 에너지원에 따라 크게 열 중합 및 광 중합으로 나뉠 수 있다. Specifically, the polymerization method can be roughly divided into thermal polymerization and photo polymerization depending on the polymerization energy source.

통상 열 중합을 진행하는 경우, 니더(kneader)와 같은 교반 축을 가진 반응기에서 진행될 수 있으며, 광 중합을 진행하는 경우, 이동 가능한 컨베이어 벨트를 구비한 반응기에서 진행될 수 있으나, 상술한 중합 방법은 일 예이며, 본 발명이 반드시 상술한 중합 방법에 한정되지는 않는다.Normally, when thermal polymerization is performed, it may be performed in a reactor having a stirring axis such as a kneader, and when photopolymerization is performed, it may be performed in a reactor with a movable conveyor belt, but the polymerization method described above is an example. And the present invention is not necessarily limited to the polymerization method described above.

일 예로, 상술한 바와 같이 교반 축을 구비한 니더(kneader)와 같은 반응기에, 열풍을 공급하거나 반응기를 가열하는 방법으로, 열 중합을 하여 얻어진 함수겔 중합체는, 반응기에 구비된 교반 축의 형태에 따라, 수 센티미터 내지 수 밀리미터 형태일 수 있다. 구체적으로, 얻어지는 함수겔 중합체의 크기는 주입되는 단량체 혼합물의 농도 및 주입 속도 등에 따라 다양하게 나타날 수 있는데, 통상 중량 평균 입경이 2 내지 50 mm, 혹은 3 내지 30 mm 인 함수겔 중합체가 얻어질 수 있다. For example, as described above, by supplying hot air to a reactor, such as a kneader having a stirring shaft, or by heating the reactor, the hydrogel polymer obtained by thermal polymerization, depending on the shape of the stirring shaft provided in the reactor , In the form of several centimeters to several millimeters. Specifically, the size of the hydrogel polymer obtained may vary depending on the concentration and the injection rate of the monomer mixture to be injected, and a hydrogel polymer having a weight average particle diameter of 2 to 50 mm or 3 to 30 mm is usually obtained. have.

또한, 상술한 바와 같이 이동 가능한 컨베이어 벨트를 구비한 반응기에서 광 중합을 진행하는 경우, 통상 얻어지는 함수겔 중합체의 형태는 벨트의 너비를 가진 시트 상일 수 있다. 이 때, 중합체 시트의 두께는 주입되는 단량체 혼합물의 농도 및 주입 속도에 따라 달라질 수 있고, 통상 0.5 내지 5cm, 혹은 1 내지 3cm의 두께를 가진 시트 상의 함수겔 중합체가 얻어질 수 있도록 단량체 혼합물을 공급하는 것이 바람직하다. In addition, when the photopolymerization is performed in a reactor equipped with a movable conveyor belt as described above, the shape of the hydrogel polymer usually obtained may be on a sheet having a belt width. At this time, the thickness of the polymer sheet may vary depending on the concentration and the injection rate of the monomer mixture to be injected, and the monomer mixture is supplied so that a hydrogel polymer on the sheet having a thickness of 0.5 to 5 cm, or 1 to 3 cm is usually obtained. It is desirable to do.

시트 상의 중합체의 두께가 지나치게 얇을 정도로 단량체 혼합물을 공급하는 경우, 생산 효율이 낮아 바람직하지 않으며, 시트 상의 중합체 두께가 5cm를 초과하는 경우에는 지나치게 두꺼운 두께로 인해, 중합 반응이 전 두께에 걸쳐 고르게 일어나지 않을 수가 있다.When the monomer mixture is supplied to such an extent that the thickness of the polymer on the sheet is too thin, the production efficiency is low, which is undesirable. When the thickness of the polymer on the sheet exceeds 5 cm, due to the excessively thick thickness, the polymerization reaction does not occur evenly over the entire thickness. It may not.

이와 같은 방법으로 얻어진 함수겔 중합체의 통상 함수율은 약 40 내지 약 80 중량%, 혹은 약 50 내지 약 70 중량%일 수 있다. 한편, 본 명세서 전체에서 "함수율"은 전체 함수겔 중합체 중량에 대해 차지하는 수분의 함량으로 함수겔 중합체의 중량에서 건조 상태의 중합체의 중량을 뺀 값을 의미한다. The normal water content of the hydrogel polymer obtained in this way may be about 40 to about 80% by weight, or about 50 to about 70% by weight. Meanwhile, in the present specification, “water content” refers to a content of moisture occupied with respect to the total weight of the hydrogel polymer, which means the weight of the hydrogel polymer minus the dry polymer weight.

구체적으로는, 적외선 가열을 통해 중합체의 온도를 올려 건조하는 과정에서 중합체 중의 수분 증발에 따른 무게 감소분을 측정하여 계산된 값으로 정의한다. 이때, 건조 조건은 상온에서 약 180 ℃까지 온도를 상승시킨 뒤 약 180 ℃에서 유지하는 방식으로, 총 건조 시간은 온도 상승 단계 약 5 분을 포함하여 약 20 분으로 설정하여, 함수율을 측정한다.Specifically, it is defined as a calculated value by measuring a weight loss due to evaporation of moisture in the polymer during the drying process by raising the temperature of the polymer through infrared heating. At this time, the drying condition is a method of raising the temperature from room temperature to about 180° C. and maintaining it at about 180° C., and the total drying time is set to about 20 minutes, including about 5 minutes in the temperature rising step, to measure the water content.

(건조)(dry)

다음에, 얻어진 함수겔 중합체를 건조하는 단계를 수행한다.Next, a step of drying the obtained hydrogel polymer is performed.

이때, 필요에 따라서 상기 건조 단계의 효율을 높이기 위해 건조 전에 조분쇄하는 단계를 더 거칠 수 있다.At this time, if necessary, in order to increase the efficiency of the drying step, the step of coarsely pulverizing before drying may be further performed.

이때, 사용되는 분쇄기는 구성의 한정은 없으나, 구체적으로, 수직형 절단기(Vertical pulverizer), 터보 커터(Turbo cutter), 터보 글라인더(Turbo grinder), 회전 절단식 분쇄기(Rotary cutter mill), 절단식 분쇄기(Cutter mill), 원판 분쇄기(Disc mill), 조각 파쇄기(Shred crusher), 파쇄기(Crusher), 초퍼(chopper) 및 원판식 절단기(Disc cutter)로 이루어진 분쇄 기기 군에서 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있으나, 상술한 예에 한정되지는 않는다.At this time, the pulverizer used is not limited in configuration, but specifically, a vertical pulverizer, a turbo cutter, a turbo grinder, a rotary cutter mill, and cutting Cutter mill, disc mill, shred crusher, crusher, chopper, and disc cutter However, it is not limited to the above-described example.

이때 분쇄 단계는 함수겔 중합체의 입경이 약 2 내지 약 10 mm, 혹은 약 3 내지 약 8 mm로 되도록 분쇄할 수 있다. 이러한 함수겔 중합체의 입경은 함수겔 중합체 표면의 임의의 점을 이은 직선 거리 중 최장 거리로 정의될 수 있다. At this time, the grinding step may be pulverized such that the particle diameter of the hydrogel polymer is about 2 to about 10 mm, or about 3 to about 8 mm. The particle diameter of the hydrogel polymer may be defined as the longest distance of a straight line connecting any point of the hydrogel polymer surface.

입경이 약 2 mm 미만으로 분쇄하는 것은 함수겔 중합체의 높은 함수율로 인해 기술적으로 용이하지 않으며, 또한 분쇄된 입자 간에 서로 응집되는 현상이 나타날 수도 있다. 한편, 입경이 약 10 mm초과로 분쇄하는 경우, 추후 이루어지는 건조 단계의 효율 증대 효과가 미미하다.Grinding to a particle diameter of less than about 2 mm is not technically easy due to the high water content of the hydrogel polymer, and may also cause agglomeration between the crushed particles. On the other hand, when the particle diameter is pulverized to more than about 10 mm, the effect of increasing the efficiency of the subsequent drying step is negligible.

상기와 같이 분쇄되거나, 혹은 분쇄 단계를 거치지 않은 중합 직후의 함수겔 중합체에 대해 건조를 수행한다. Drying is performed on the hydrogel polymer immediately after polymerization, which is pulverized as described above or has not been subjected to a crushing step.

이때 상기 건조 단계의 건조 온도는 약 150 내지 약 250 ℃일 수 있다. 건조 온도가 약 150 ℃ 미만인 경우, 건조 시간이 지나치게 길어지고 최종 형성되는 고흡수성 수지의 물성이 저하될 우려가 있다. 건조 온도가 약 250 ℃를 초과하는 경우, 지나치게 중합체 표면만 건조되어, 추후 이루어지는 분쇄 공정에서 미분이 발생할 수도 있고, 최종 형성되는 고흡수성 수지의 물성이 저하될 우려가 있다. 따라서, 상기 건조는 약 150 내지 약 200 ℃의 온도에서, 더욱 바람직하게는 약 160 내지 180 ℃의 온도에서 진행될 수 있다.At this time, the drying temperature of the drying step may be about 150 to about 250 ℃. When the drying temperature is less than about 150° C., the drying time is too long and there is a fear that the physical properties of the superabsorbent polymer finally formed are deteriorated. When the drying temperature exceeds about 250°C, only the polymer surface is excessively dried, so that fine powder may be generated in a subsequent pulverization process, and there is a fear that the physical properties of the superabsorbent polymer finally formed may be deteriorated. Therefore, the drying may be performed at a temperature of about 150 to about 200 °C, more preferably at a temperature of about 160 to 180 °C.

한편, 건조 시간의 경우에는 공정 효율 등을 고려하여, 약 20 내지 약 90 분, 혹은 약 30 내지 약 70 분 동안 진행될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. On the other hand, in the case of drying time, considering process efficiency, etc., it may be performed for about 20 to about 90 minutes, or about 30 to about 70 minutes, but is not limited thereto.

상기 건조 단계의 건조 방법 역시 함수겔 중합체의 건조 공정으로 통상 사용되는 것이면, 그 구성의 한정이 없이 사용될 수 있다. 구체적으로, 열풍 공급, 적외선 조사, 극초단파 조사, 또는 자외선 조사 등의 방법으로 건조 단계를 진행할 수 있다. If the drying method of the drying step is also commonly used as a drying process of the hydrogel polymer, it can be used without limitation of its configuration. Specifically, the drying step may be performed by a method such as hot air supply, infrared irradiation, microwave irradiation, or ultraviolet irradiation.

이와 같은 건조 단계 진행 후의 중합체의 함수율은 약 0.1 내지 약 10 중량%, 혹은 약 1 내지 약 8 중량%일 수 있다. 건조 후의 함수율이 지나치게 낮아지면 건조 과정에서 함수겔 중합체가 열화되어 고흡수성 수지의 물성이 저하될 수 있고, 반대로 함수율이 지나치게 높아지면 고흡수성 수지 내의 다량의 수분으로 인해 흡수 성능이 저하되거나, 이후 공정의 진행이 어려워 질 수 있다. The moisture content of the polymer after the drying step may be about 0.1 to about 10% by weight, or about 1 to about 8% by weight. If the water content after drying is too low, the water-containing gel polymer may deteriorate during the drying process, thereby deteriorating the physical properties of the superabsorbent polymer. On the contrary, when the water content is too high, the absorption performance may be deteriorated due to a large amount of moisture in the superabsorbent polymer, or subsequent processes. Progress can be difficult.

다음에, 이와 같은 건조 단계를 거쳐 얻어진 건조된 중합체를 분쇄하는 단계를 수행한다. Next, a step of pulverizing the dried polymer obtained through such a drying step is performed.

분쇄 단계 후 얻어지는 중합체 분말은 입경이 약 150 내지 약 850 ㎛ 일 수 있다. 이와 같은 입경으로 분쇄하기 위해 사용되는 분쇄기는 구체적으로, 핀 밀(pin mill), 해머 밀(ha mmer mill), 스크류 밀(screw mill), 롤 밀(roll mill), 디스크 밀(disc mill) 또는 조그 밀(jog mill) 등을 사용할 수 있으나, 상술한 예에 발명이 한정되는 것은 아니다. The polymer powder obtained after the grinding step may have a particle diameter of about 150 to about 850 μm. The pulverizer used to crush such a particle size is, in particular, a pin mill, a hammer mill, a screw mill, a roll mill, a disc mill, or A jog mill or the like may be used, but the invention is not limited to the above-described example.

그리고, 이와 같은 분쇄 단계 이후 최종 제품화되는 고흡수성 수지 분말의 물성을 관리하기 위해, 분쇄 후 얻어지는 중합체 분말을 입경에 따라 분급하는 별도의 과정을 거칠 수 있으며, 상기 중합체 분말을 입경 범위에 따라 일정 중량비가 되도록 분급할 수 있다.And, in order to manage the physical properties of the superabsorbent polymer powder finally produced after such a pulverization step, a separate process of classifying the polymer powder obtained after pulverization according to the particle diameter may be performed, and the polymer powder may be subjected to a certain weight ratio according to the particle size range. You can classify as possible.

(표면 가교)(Surface crosslinking)

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 방법은, 표면 가교 단계를 더 포함할 수도 있다. And, the manufacturing method according to an embodiment of the present invention may further include a surface crosslinking step.

상기 표면 가교 단계는 표면 가교제를 포함하는 표면 가교액의 존재 하에 상기 분쇄된 중합체의 표면에 가교 반응을 유도함으로써, 보다 향상된 물성을 갖는 고흡수성 수지를 형성시키는 단계이다. 이러한 표면 가교를 통해 상기 분쇄 및 분급된 베이스 수지 분말의 표면에는 표면 가교 층이 형성된다.The surface crosslinking step is a step of forming a superabsorbent polymer having improved physical properties by inducing a crosslinking reaction on the surface of the pulverized polymer in the presence of a surface crosslinking solution containing a surface crosslinking agent. Through the surface crosslinking, a surface crosslinking layer is formed on the surface of the pulverized and classified base resin powder.

일반적으로, 표면 가교제는 베이스 수지 분말 표면에 도포되므로 표면 가교 반응은 베이스 수지 분말 표면에서 일어나며, 이는 입자 내부에는 실질적으로 영향을 미치지 않으면서 입자의 표면 상에서의 가교 결합성은 개선시킨다. 따라서 표면 가교된 고흡수성 수지 입자는 베이스 수지 분말 표면의 가교 중합체가 추가 가교되어 내부에서보다 표면 부근에서 더 높은 가교도를 갖는다.Generally, the surface crosslinking agent is applied to the surface of the base resin powder, so that the surface crosslinking reaction takes place on the surface of the base resin powder, which improves the crosslinkability on the surface of the particles without substantially affecting the inside of the particles. Therefore, the surface-crosslinked superabsorbent polymer particles have a higher crosslinking degree in the vicinity of the surface than in the interior because the crosslinked polymer on the surface of the base resin powder is further crosslinked.

한편, 상기 표면 가교제로는 베이스 수지가 갖는 관능기와 반응 가능한 화합물을 사용하며, 일례로 다가 알코올계 화합물, 다가 에폭시계 화합물, 폴리아민 화합물, 할로에폭시 화합물, 할로에폭시 화합물의 축합 산물, 옥사졸린 화합물류, 또는 알킬렌 카보네이트계 화합물 등을 별다른 제한 없이 모두 사용할 수 있다. Meanwhile, as the surface crosslinking agent, a compound capable of reacting with a functional group of the base resin is used, and examples thereof include polyhydric alcohol compounds, polyhydric epoxy compounds, polyamine compounds, haloepoxy compounds, condensation products of haloepoxy compounds, and oxazoline compounds. Alternatively, an alkylene carbonate-based compound or the like can be used without particular limitation.

구체적으로, 다가 알코올계 화합물의 예로는 디-, 트리-, 테트라- 또는 폴리에틸렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 디프로필렌 글리콜, 2,3,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 폴리프로필렌 글리콜, 글리세롤, 폴리글리세롤, 2-부텐-1,4-디올, 1,4-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 및 1,2-사이클로헥산디메탄올로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상을 사용할 수 있다.Specifically, examples of the polyhydric alcohol-based compound are di-, tri-, tetra- or polyethylene glycol, 1,3-propanediol, dipropylene glycol, 2,3,4-trimethyl-1,3-pentanediol, polypropylene Glycol, glycerol, polyglycerol, 2-butene-1,4-diol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, and 1,2-cyclohexane One or more selected from the group consisting of dimethanol may be used.

또한, 다가 에폭시계 화합물로는 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르 및 글리시돌 등을 사용할 수 있으며, 폴리아민 화합물로는 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 테트라에틸렌펜타민, 펜타에틸렌헥사민, 폴리에틸렌이민 및 폴리아미드폴리아민로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상을 사용할 수 있다.In addition, ethylene glycol diglycidyl ether and glycidol may be used as the polyvalent epoxy-based compound, and ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetraamine, tetraethylenepentamine, and pentaethylene hexa as polyamine compounds. One or more selected from the group consisting of min, polyethyleneimine and polyamide polyamine can be used.

그리고 할로에폭시 화합물로는 에피클로로히드린, 에피브로모히드린 및 α-메틸에피클로로히드린을 사용할 수 있다. 한편, 모노-, 디- 또는 폴리옥사졸리디논 화합물로는 예를 들어 2-옥사졸리디논 등을 사용할 수 있다.In addition, epichlorohydrin, epibromohydrin, and α-methylepichlorohydrin may be used as the halo epoxy compound. Meanwhile, as the mono-, di- or polyoxazolidinone compound, for example, 2-oxazolidinone or the like can be used.

그리고, 알킬렌 카보네이트계 화합물로는 에틸렌 카보네이트 또는 프로필렌 카보네이트 등을 사용할 수 있다. 이들을 각각 단독으로 사용하거나 서로 조합하여 사용할 수도 있다. In addition, alkylene carbonate or propylene carbonate may be used as the alkylene carbonate-based compound. These may be used alone or in combination with each other.

상기 첨가되는 표면 가교제의 함량은 구체적으로 추가되는 표면 가교제의 종류나 반응 조건에 따라 적절히 선택될 수 있지만, 통상 베이스 수지 분말 약 100 중량부에 대해, 약 0.001 내지 약 5 중량부, 혹은 약 0.01 내지 약 0.5 중량부, 혹은 약 0.01 내지 약 0.1 중량부를 사용할 수 있다.The content of the surface crosslinking agent to be added may be appropriately selected depending on the type or reaction conditions of the surface crosslinking agent to be added, but is usually about 0.001 to about 5 parts by weight, or about 0.01 to about 100 parts by weight of the base resin powder. About 0.5 part by weight, or about 0.01 to about 0.1 part by weight may be used.

표면 가교제의 함량이 지나치게 적으면, 표면 가교 반응이 거의 일어나지 않으며, 표면 가교제의 함량이 지나치게 많은 경우, 과도한 표면 가교 반응의 진행으로 인해 보수능 등의 기본적인 흡수 특성 저하가 나타날 수 있다. When the content of the surface crosslinking agent is too small, the surface crosslinking reaction hardly occurs, and when the content of the surface crosslinking agent is excessively large, basic absorption characteristics such as water retention capacity may be deteriorated due to excessive surface crosslinking reaction.

상기 표면 가교제 첨가 시, 추가로 물을 함께 혼합하여 표면 가교액의 형태로 첨가할 수 있다. 물을 첨가하는 경우, 표면 가교제가 베이스 수지에 골고루 분산될 수 있는 이점이 있다. 이때, 추가되는 물의 함량은 표면 가교제의 고른 분산을 유도하고 베이스 수지 분말의 뭉침 현상을 방지함과 동시에 표면 가교제의 표면 침투 깊이를 최적화하기 위한 목적으로, 베이스 수지 100 중량부에 대해, 약 1 내지 약 10 중량부의 비율로 첨가되는 것이 바람직하다. When the surface crosslinking agent is added, water may be additionally mixed together and added in the form of a surface crosslinking solution. When adding water, there is an advantage that the surface crosslinking agent can be evenly dispersed in the base resin. At this time, the amount of water added induces the even dispersion of the surface crosslinking agent and prevents agglomeration of the base resin powder, and at the same time, optimizes the surface penetration depth of the surface crosslinking agent, with respect to 100 parts by weight of the base resin, about 1 to It is preferably added in a proportion of about 10 parts by weight.

한편, 상술한 표면 가교액은, 상기 표면 가교제 외에 다가 금속염, 예를 들어, 알루미늄 염, 보다 구체적으로 알루미늄의 황산염, 칼륨염, 암모늄염, 나트륨염 및 염산염으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다. On the other hand, the above-mentioned surface crosslinking solution, in addition to the surface crosslinking agent, further includes at least one selected from the group consisting of a polyvalent metal salt, for example, an aluminum salt, more specifically, a sulfate, potassium salt, ammonium salt, sodium salt, and hydrochloride salt of aluminum. can do.

이에 더하여, 상기 표면 가교액은, 실리카(silica), 클레이(clay), 알루미나, 실리카-알루미나 복합재, 티타니아, 아연산화물 및 알루미늄 설페이트로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 무기 물질 등을 추가로 첨가하여 표면 가교 반응을 수행할 수 있다. 상기 무기 물질은 분말 형태 또는 액상 형태로 사용할 수 있으며, 특히 알루미나 분말, 실리카-알루미나 분말, 티타니아 분말, 또는 나노 실리카 용액으로 사용할 수 있다. 또한, 상기 무기 물질은 베이스 수지 분말 총 중량에 대하여 약 0.05중량% 내지 약 2중량%의 함량으로 사용될 수 있다.In addition, the surface cross-linking solution is a surface by additionally adding one or more inorganic materials selected from the group consisting of silica, clay, alumina, silica-alumina composite, titania, zinc oxide, and aluminum sulfate. A crosslinking reaction can be performed. The inorganic material may be used in a powder form or a liquid form, and in particular, it may be used as alumina powder, silica-alumina powder, titania powder, or nano silica solution. In addition, the inorganic material may be used in an amount of about 0.05% to about 2% by weight based on the total weight of the base resin powder.

이러한 다가 금속염은, 일 구현예의 방법으로 제조된 고흡수성 수지의 통액성 등을 더욱 향상시킬 수 있다. 이러한 다가 금속염은 상기 표면 가교제와 함께 표면 가교액에 첨가될 수 있으며, 상기 베이스 수지 분말 100 중량부에 대하여 약 0.01 내지 약 4 중량부의 함량으로 사용될 수 있다.Such a polyvalent metal salt can further improve the liquid permeability and the like of the superabsorbent polymer produced by the method of one embodiment. The polyvalent metal salt may be added to the surface crosslinking solution together with the surface crosslinking agent, and may be used in an amount of about 0.01 to about 4 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin powder.

또한, 상기 표면 가교 공정에서는, 상기 무기 물질 대신 혹은 무기 물질과 함께, 다가의 금속 양이온을 첨가하여 표면 가교를 진행함에 따라, 고흡수성 수지의 표면 가교 구조를 더욱 최적화할 수 있다. 이는 이러한 금속 양이온이 고흡수성 수지의 카르복시기(COOH)와 킬레이트를 형성함으로써 가교 거리를 더욱 줄일 수 있기 때문으로 예측된다. In addition, in the surface crosslinking process, the surface crosslinking structure of the superabsorbent polymer can be further optimized by adding polyvalent metal cations to the surface instead of the inorganic material or together with the inorganic material. This is expected because such metal cations can further reduce the crosslinking distance by forming a chelate with the carboxyl group (COOH) of the super absorbent polymer.

또, 상기 표면 가교제, 필요에 따라 무기 물질 및/또는 다가의 금속 양이온을 베이스 수지 분말에 첨가하는 방법에 대해서는 그 구성의 한정은 없다. 예를 들어, 표면 가교제와 베이스 수지 분말 등을 반응조에 넣고 혼합하거나, 베이스 수지 분말에 표면 가교제 등을 분사하는 방법, 연속적으로 운전되는 믹서에 베이스 수지 분말과 표면 가교제 등을 연속적으로 공급하여 혼합하는 방법 등을 사용할 수 있다.In addition, the method of adding the surface crosslinking agent and, if necessary, an inorganic substance and/or a polyvalent metal cation to the base resin powder is not limited. For example, a surface crosslinking agent and a base resin powder are mixed in a reaction tank, or a method of spraying a surface crosslinking agent or the like on a base resin powder, and a base resin powder and a surface crosslinking agent are continuously supplied to the mixer to be mixed and mixed. Method, etc. can be used.

상기 표면 가교제의 첨가 시, 추가로 물 및 메탄올을 함께 혼합하여 첨가할 수 있다. 물 및 메탄올을 첨가하는 경우, 표면 가교제가 베이스 수지 분말에 골고루 분산될 수 있는 이점이 있다. 이때, 추가되는 물 및 메탄올의 함량은 표면 가교제의 고른 분산을 유도하고 베이스 수지 분말의 뭉침 현상을 방지함과 동시에 표면 가교제의 표면 침투 깊이를 최적화하기 위해 적절하게 조절될 수 있다When the surface crosslinking agent is added, water and methanol may be additionally mixed and added. When water and methanol are added, there is an advantage that the surface crosslinking agent can be evenly dispersed in the base resin powder. At this time, the content of water and methanol to be added can be appropriately adjusted to induce even dispersion of the surface crosslinking agent and to prevent the agglomeration of the base resin powder while optimizing the surface penetration depth of the surface crosslinking agent.

한편, 상기 베이스 수지 분말, 및 표면 가교액의 혼합물에 열을 가하여 승온함으로써 상기 베이스 수지 분말에 대해 표면 개질 단계를 수행한다. Meanwhile, a surface modification step is performed on the base resin powder by heating the mixture of the base resin powder and the surface crosslinking solution by heating.

상기 표면 가교 단계는 표면 가교제의 종류에 따라 잘 알려진 조건 하에 진행할 수 있으며, 예를 들어, 약 140 내지 약 200 ℃의 온도에서 약 20 분 내지 약 60 분 동안 진행할 수 있다. 보다 구체적인 일 예에서, 상기 표면 가교 단계는 약 20 ℃ 내지 약 80 ℃의 초기 온도를 갖는 베이스 수지 분말에 대해, 표면 가교제 등을 부가하고, 약 10분 내지 약 30 분에 걸쳐 약 140 ℃ 내지 약 200 ℃, 혹은 약 175 내지 약 195 ℃의 최고 온도로 승온하고, 상기 최고 온도를 약 5 분 내지 약 60 분 동안 유지하여 열 처리함으로써 진행될 수 있다. The surface crosslinking step may be performed under well-known conditions depending on the type of the surface crosslinking agent, for example, at a temperature of about 140 to about 200° C. for about 20 minutes to about 60 minutes. In a more specific example, the surface crosslinking step adds a surface crosslinking agent or the like to a base resin powder having an initial temperature of about 20°C to about 80°C, and is about 140°C to about 30 minutes over about 10 minutes to about 30 minutes. The temperature may be increased to 200° C., or to a maximum temperature of about 175 to about 195° C., and the maximum temperature may be maintained for about 5 minutes to about 60 minutes to heat treatment.

상기 표면 가교 조건에 따라, 고흡수성 수지의 보수능 등 기본적인 흡수 특성과, 통액성 및/또는 가압 흡수능이 함께 최적화될 수 있다. Depending on the surface crosslinking conditions, basic absorption characteristics such as water retention capacity of the super absorbent polymer, and liquid permeability and/or pressure absorption capacity may be optimized together.

표면 가교 반응을 위한 승온 수단은 특별히 한정되지 않는다. 열 매체를 공급하거나, 열 원을 직접 공급하여 가열할 수 있다. 이때, 사용 가능한 열 매체의 종류로는 스팀, 열풍, 뜨거운 기름과 같은 고온의 유체 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 또한 공급되는 열 매체의 온도는 열 매체의 수단, 승온 속도 및 승온 목표 온도를 고려하여 적절히 선택할 수 있다. 한편, 직접 공급되는 열 원으로는 전기를 통한 가열, 가스를 통한 가열 방법을 들 수 있으나, 상술한 예에 본 발명이 한정되는 것은 아니다.The temperature raising means for the surface crosslinking reaction is not particularly limited. It can be heated by supplying a heat medium or by directly supplying a heat source. At this time, as the type of heat medium that can be used, steam, hot air, high-temperature fluid such as hot oil, etc. may be used, but the present invention is not limited thereto, and the temperature of the supplied heat medium is a means of the heat medium, a heating rate and a temperature increase It can be appropriately selected in consideration of the target temperature. On the other hand, the heat source directly supplied may include a heating method through electricity or a gas, but the present invention is not limited to the above-described example.

(고흡수성 수지)(Super absorbent polymer)

한편, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 적어도 일부가 중화된 산성 기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 가교 중합체인 베이스 수지를 포함하고; 상기 가교 중합은, 분자 내에 에폭시 기 및 (메트)아크릴레이트 기를 모두 포함하는 화합물에 의해 형성되는, 고흡수성 수지가 제공된다. On the other hand, according to another aspect of the present invention, at least a part of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer having a neutralized acidic group includes a base resin that is a crosslinked polymer; The crosslinking polymerization is provided by a superabsorbent polymer formed by a compound containing both an epoxy group and a (meth)acrylate group in the molecule.

상기 베이스 수지는, 적어도 일부가 중화된 산성 기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체가, 캡슐화된 발포제 존재 하에 가교 중합된 가교 중합체일 수 있고, 상기 내부 가교에 사용되는 화합물은 상술한 바 있으며, 이러한 고흡수성 수지는, 상술한 제조 방법에 의해 제조될 수 있다. The base resin may be a crosslinked polymer in which at least a part of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer having a neutralized acidic group is crosslinked and polymerized in the presence of an encapsulated blowing agent, and the compound used for the internal crosslinking has been described above, and this superabsorbent The resin can be produced by the production method described above.

그리고, 상기 베이스 수지는, 그 표면에, 표면 가교제에 의해 형성된 표면 가교 층을 포함할 수도 있다. Further, the base resin may include a surface crosslinking layer formed of a surface crosslinking agent on its surface.

발명의 일 실시예에 따르면, 상기 고흡수성 수지에서, 상기 베이스 수지는, 입경이 300 내지 420 ㎛ 인 베이스 수지 입자의 생리 식염수에 대한 CRC 값이 35 g/g 이상, 혹은 약 40 g/g 이상일 수 있고, 그 상한은 큰 의미가 없으나, 약 55 g/g 이하, 혹은 약 50 g/g 이하일 수 있다. According to one embodiment of the invention, in the superabsorbent polymer, the base resin, CRC value for the saline solution of the base resin particles having a particle diameter of 300 to 420 μm is 35 g/g or more, or about 40 g/g or more May, and the upper limit has no significant meaning, but may be about 55 g/g or less, or about 50 g/g or less.

여기에서, 상기 300 내지 420 ㎛는, 40 mesh, 및 50 mesh 의 표준 체로 선별할 수 있다. Here, the 300 to 420 μm can be screened with a standard sieve of 40 mesh and 50 mesh.

EDANA WSP 241.3에 따른 CRC, 즉 보수능 값은, 하기 수학식 1에 의해 계산될 수 있다. The CRC according to EDANA WSP 241.3, that is, the water holding capacity, can be calculated by Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

CRC (g/g) = {[W2(g) - W1(g)]/W0(g)} - 1CRC (g/g) = {[W2(g)-W1(g)]/W0(g)}-1

상기 수학식 1에서, In Equation 1,

W0는, 흡수 전 베이스 수지의 질량이고, W2는, 상기 베이스 수지를 부직포 제 봉투에 균일하게 넣고 밀봉한 후, 상온에서 생리 식염수에 30분 동안 침수시키고, 원심 분리기를 이용하여 250G의 조건 하에서 상기 봉투로부터 3분간 물기를 뺀 후 측정한, 봉투의 질량이며, W1은, 수지를 이용하지 않고 동일한 조작을 한 후 측정한, 봉투의 질량이다.W0 is the mass of the base resin before absorption, W2 is the base resin uniformly put in a non-woven bag, sealed, and then immersed in physiological saline at room temperature for 30 minutes, using a centrifugal separator under the condition of 250G. It is the mass of the bag, measured after removing moisture from the bag for 3 minutes, and W1 is the mass of the bag, measured after performing the same operation without using resin.

그리고, 상기 고흡수성 수지에서, 상기 베이스 수지는, 입경이 300 내지 420 ㎛ 인 입자의, 수도수에 대한 1 분 흡수능 값이 140 g/g 이상, 혹은 약 150 g/g 이상일 수 있고, 그 상한은 큰 의미가 없으나, 약 250 g/g 이하, 혹은 약 220 g/g 이하, 혹은 약 210 g/g 이하일 수 있다. In addition, in the superabsorbent polymer, the base resin may have a particle size of 300 to 420 μm, a 1 minute absorbency value for tap water of 140 g/g or more, or about 150 g/g or more, and an upper limit thereof. Has no significant meaning, but may be about 250 g/g or less, or about 220 g/g or less, or about 210 g/g or less.

수도수는, 전기 전도도가 약 170 내지 약 180μS/cm인 것을 의미할 수 있고, 전기 전도도는 전기 전도도 측정 장치를 사용해 측정한 것일 수 있다. The tap water may mean that the electrical conductivity is about 170 to about 180 μS/cm, and the electrical conductivity may be measured using an electrical conductivity measuring device.

그리고, 상기 수도수에 대한 1 분 흡수능 값은, 하기 수학식 2에 의해 계산될 수 있다. In addition, the 1-minute absorption capacity value for the tap water may be calculated by Equation 2 below.

[수학식 2][Equation 2]

1분 수도수 흡수능 = {[W5(g) - W4(g) - W3(g)]/W3(g)}1 minute tap water absorption capacity = {[W5(g)-W4(g)-W3(g)]/W3(g)}

상기 수학식 2에서,In Equation 2,

W3(g)는 실험에 사용한 고흡수성 수지의 무게(g)이고, W3(g) is the weight (g) of the super absorbent polymer used in the experiment,

W5(g)는 상기 고흡수성 수지를 봉투에 담아 수도수에 1 분 간 침수시키고, 봉투를 꺼낸 후 매달아 1 분 동안 방치한 후 측정한 무게이고, W5(g) is the weight measured by immersing the superabsorbent polymer in the bag and immersing it in tap water for 1 minute, taking out the bag and hanging it for 1 minute to stand,

W4(g)는 고흡수성 수지를 사용하지 않고, 봉투만 수도수에 1 분 간 침수시키고, 봉투를 꺼낸 후 매달아 1 분 동안 방치한 후 측정한 무게이다. W4(g) is the weight measured after the superabsorbent resin is not used, only the envelope is immersed in tap water for 1 minute, the envelope is taken out, hung and left for 1 minute.

본 발명의 고흡수성 수지의 제조 방법에 따르면, 특정 조성의 가교제 및 선택적으로 캡슐화된 발포제를 사용하여, 우수한 흡수능을 구현할 수 있는, 고흡수성 수지를 제공할 수 있다. 이러한 고흡수성 수지를 이용하면, 체액을 빠르게 흡수하여 보송보송한 감촉을 부여할 수 있는 기저귀나 생리대 등의 위생재를 제공할 수 있다. According to the method for producing a super absorbent polymer of the present invention, a super absorbent polymer capable of realizing excellent absorbent performance can be provided by using a crosslinking agent having a specific composition and an optionally encapsulated foaming agent. When such a superabsorbent polymer is used, it is possible to provide hygiene materials such as diapers and sanitary napkins that can absorb body fluids quickly and provide a soft texture.

이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.Hereinafter, the operation and effects of the invention will be described in more detail through specific examples of the invention. However, these examples are only presented as examples of the invention, and the scope of the invention is not thereby determined.

<실시예><Example>

참고예Reference example

제조예 1: 캡슐화된 발포제의 준비Preparation Example 1: Preparation of encapsulated blowing agent

코어-쉘 구조를 가지며, 코어는 iso-부탄이고, 쉘은 아크릴레이트 및 아크릴로니트릴의 공중합체로 형성되는 캡슐화된 발포제를 준비하였다. 전체 캡슐화된 발포제 중량에 대하여 iso-부탄은 25 중량%로 포함되었다. An encapsulated blowing agent having a core-shell structure, the core is iso-butane, and the shell formed of a copolymer of acrylate and acrylonitrile was prepared. Iso-butane was included in an amount of 25% by weight based on the total encapsulated blowing agent weight.

상기 캡슐화된 발포제의 평균 직경은 13 ㎛ 이었다. 각각의 캡슐화된 발포제의 직경은 광학 현미경을 통해 평균 페레(Feret) 지름으로 측정되었다. 그리고, 캡슐화된 발포제들의 직경의 평균값을 구하여 캡슐화된 발포제의 평균 직경으로 규정하였다. The average diameter of the encapsulated blowing agent was 13 μm. The diameter of each encapsulated blowing agent was measured by an average Ferret diameter through an optical microscope. Then, the average value of the diameters of the encapsulated blowing agents was obtained and defined as the average diameter of the encapsulating blowing agents.

Glass Petri dish 위에 캡슐화된 발포제 0.2 g을 도포한 뒤, 150℃로 예열된 Hot Plate 위에 10 분간 방치하였다. 캡슐화된 발포제는 열에 의하여 서서히 팽창되는데, 이를 광학 현미경으로 관찰하여 캡슐화된 발포제의 공기 중에서의 최대 팽창 비율 및 최대 팽창 크기를 측정하였다. After applying 0.2 g of the encapsulated foaming agent on a glass petri dish, it was left for 10 minutes on a hot plate preheated to 150°C. The encapsulated blowing agent slowly expands by heat, and observed by an optical microscope to measure the maximum expansion ratio and the maximum expansion size in the air of the encapsulated blowing agent.

캡슐화된 발포제에 열을 가한 후 많이 팽창된 입자 순으로 상위 10 중량%의 직경을 측정하여 최대 팽창 크기로 규정하였으며, 캡슐화된 발포제에 열을 가하기 전 측정된 평균 직경(D0)에 대한 열을 가한 후 많이 팽창된 입자 상위 10 중량%의 평균 직경(DM)의 비율(DM/D0)을 구하여 최대 팽창 비율이라고 규정하였다. 상기 직경 및 평균 직경은 모두 캡슐화된 발포제의 직경 및 평균 직경과 동일하게 측정하였다. After the heat was applied to the encapsulated blowing agent, the diameter of the top 10% by weight was measured in the order of the particles expanded most, and the maximum expansion size was defined, and the heat for the average diameter (D0) measured before applying the heat to the encapsulating blowing agent was applied. Then, the ratio (DM/D0) of the average diameter (DM) of the top 10% by weight of the expanded particles was determined and defined as the maximum expansion ratio. Both the diameter and the average diameter were measured to be the same as the diameter and average diameter of the encapsulating foam.

상기 캡슐화된 발포제의 공기 중 최대 팽창 비율은 약 9 배이었으며, 최대 팽창 크기는 약 80 내지 150 ㎛이었다.The maximum expansion ratio in the air of the encapsulated blowing agent was about 9 times, and the maximum expansion size was about 80 to 150 μm.

베이스 수지 제조 Base resin production

실시예 1Example 1

아크릴산 515 g, 31.5% 가성소다(NaOH) 635.9 g, 물 188.3 g, 하기의 성분들을 혼합하여 모노머 조성물을 제조하였다. A monomer composition was prepared by mixing 515 g of acrylic acid, 635.9 g of 31.5% caustic soda (NaOH), 188.3 g of water, and the following components.

- 내부 가교제: 글리시딜 메타크릴레이트 0.41 g(약 800ppm), PEGDA400 0.01 g(약 15 ppm) -Internal crosslinking agent: 0.41 g of glycidyl methacrylate (about 800 ppm), 0.01 g of PEGDA400 (about 15 ppm)

- 발포제: 제조예 1의 캡슐형 발포제 1.7 g(약 3300 ppm)-Foaming agent: 1.7 g of capsule-type foaming agent of Preparation Example 1 (about 3300 ppm)

- 중합 개시제: Irgacure-819(광 중합 개시제, i-819) 0.04 g(약 80ppm), sodium persulfate 0.82 g(약 1600 ppm, 열 중합 개시제)-Polymerization initiator: Irgacure-819 (photopolymerization initiator, i-819) 0.04 g (about 80 ppm), sodium persulfate 0.82 g (about 1600 ppm, thermal polymerization initiator)

- 계면 활성제: Sodium dodecyl sulfate 0.14 g(약 275 ppm)-Surfactant: Sodium dodecyl sulfate 0.14 g (about 275 ppm)

상기 조성물을 연속 이동하는 컨베이어 벨트로 이루어진 중합기의 공급부로 투입하고, UV 조사 장치로 자외선을 90 초 동안 조사(조사량: 10 mW/㎠)하여 중합 반응을 진행하였으며, 생성물로 함수겔 중합체를 얻었다. The composition was introduced into a supply section of a polymerizer consisting of a conveyor belt continuously moving, and the polymerization reaction was performed by irradiating ultraviolet rays with a UV irradiation device for 90 seconds (irradiation amount: 10 mW/cm 2) to obtain a hydrogel polymer as a product. .

상기 함수겔 중합체를 절단기로 이송한 후, 0.2 cm로 절단하였다. 이때 절단된 함수겔 중합체의 함수율은 50 중량%였다. 이어, 상기 함수겔 중합체에 180℃의 열풍 건조기에서 40분 동안 건조시키고, 건조된 함수겔 중합체를 핀밀 분쇄기로 분쇄하였다. 이어, 시브(seive)를 사용하여 입도(평균 입경 크기)가 150 ㎛ 내지 850 ㎛인 중합체를 분급하였다. After transferring the hydrogel polymer to a cutter, it was cut to 0.2 cm. At this time, the water content of the cut hydrogel polymer was 50% by weight. Subsequently, the hydrogel polymer was dried in a hot air dryer at 180° C. for 40 minutes, and the dried hydrogel polymer was pulverized with a pin mill grinder. Subsequently, a polymer having a particle size (average particle size) of 150 μm to 850 μm was classified using a sieve.

실시예 2Example 2

내부 가교제의 함량을 0.20 g(약 400ppm)으로 변경한 것 외에 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 베이스 수지를 제조하였다. A base resin was prepared in the same manner as in Example 1, except that the content of the internal crosslinking agent was changed to 0.20 g (about 400 ppm).

실시예 3Example 3

내부 가교제로, 글리시딜 메타크릴레이트 대신 글리시딜 아크릴레이트를 사용하고, 0.41 g(약 800ppm)을 투입한 것 외에 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 베이스 수지를 제조하였다. As an internal crosslinking agent, base resin was prepared in the same manner as in Example 1 except that glycidyl acrylate was used instead of glycidyl methacrylate and 0.41 g (about 800 ppm) was added.

실시예 4Example 4

내부 가교제로, 글리시딜 메타크릴레이트 대신 글리시딜 아크릴레이트를 사용하고, 0.20 g(약 400ppm)을 투입한 것 외에 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 베이스 수지를 제조하였다. As an internal crosslinking agent, base resin was prepared in the same manner as in Example 1, except that glycidyl acrylate was used instead of glycidyl methacrylate and 0.20 g (about 400 ppm) was added.

비교예 1Comparative Example 1

내부 가교제로, 글리시딜 메타크릴레이트 대신 Glyether(R) EJ-1030S; 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르; 제이에스아이 사 제품을 사용하고, 1300ppm을 투입한 것 외에 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 베이스 수지를 제조하였다. As an internal crosslinking agent, Glyether(R) EJ-1030S instead of glycidyl methacrylate; Ethylene glycol diglycidyl ether; A base resin was prepared in the same manner as in Example 1, except that a JS product was used and 1300 ppm was added.

비교예 2Comparative Example 2

내부 가교제로, 글리시딜 메타크릴레이트 대신 Glyether(R) EJ300; 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르; 제이에스아이 사 제품을 사용하고, 1070ppm을 투입한 것 외에 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 베이스 수지를 제조하였다. As an internal crosslinking agent, Glyether(R) EJ300 instead of glycidyl methacrylate; Ethylene glycol diglycidyl ether; A base resin was prepared in the same manner as in Example 1, except that a product of JS Eye was used and 1070 ppm was added.

시험예: 베이스 수지의 평가Test Example: Evaluation of base resin

하기와 같은 방법으로 실시예 및 비교예에 따라 제조한 베이스 수지의 특성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다. The properties of the base resin prepared according to Examples and Comparative Examples were evaluated in the following manner, and the results are shown in Table 1 below.

여기에서, 상기 베이스 수지는, 40 mesh, 및 50 mesh 의 표준 체를 이용하여, 입경이 약 300 내지 약 420 ㎛인 것으로 선별하였다. Here, the base resin, using a standard mesh of 40 mesh, and 50 mesh, was selected to have a particle diameter of about 300 to about 420 ㎛.

(1) 원심 분리 보수능 (CRC, Centrifuge Retention Capacity)(1) Centrifuge Retention Capacity (CRC)

베이스 수지의 생리 식염수에 대한 원심 분리 보수능(CRC)은 EDANA 법 NWSP 241.0.R2의 방법에 따라 측정되었으며, 40mesh 및 50mesh의 체로 분급한 실시예 및 비교예의 베이스 수지를 사용하였다. The centrifugal water retention capacity (CRC) of the base resin against physiological saline was measured according to the method of EDANA method NWSP 241.0.R2, and base resins of examples and comparative examples classified with a sieve of 40 mesh and 50 mesh were used.

구체적으로, 베이스 수지 W0 (g, 약 0.2 g)를 부직포제의 봉투에 균일하게 넣고 밀봉(seal)하였다. 그리고, 상온에서 0.9 중량%의 염화나트륨 수용액(생리 식염수)에 상기 봉투를 침수시켰다. 30 분 후에 봉투를 원심분리기를 사용하여 250 G로 3 분간 탈수한 후에 봉투의 무게 W2 (g)를 측정하였다. 한편, 수지를 넣지 않은 빈 봉투를 이용하여 동일한 조작을 한 후 그때의 무게 W1 (g)를 측정하였다.Specifically, the base resin W 0 (g, about 0.2 g) was uniformly put in a non-woven bag and sealed. Then, the bag was immersed in 0.9 wt% aqueous sodium chloride solution (physiological saline) at room temperature. After 30 minutes, the envelope was dehydrated at 250 G for 3 minutes using a centrifuge, and then the weight W 2 (g) of the envelope was measured. On the other hand, after performing the same operation using an empty bag without resin, the weight W 1 (g) at that time was measured.

이렇게 얻어진 각 무게를 이용하여 다음의 수학식 1에 의해 원심 분리 보수능을 확인하였다. Using each weight thus obtained, the centrifugal water retention capacity was confirmed by the following equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

CRC (g/g) = {[W2(g) - W1(g)]/W0(g)} - 1CRC (g/g) = {[W 2 (g)-W 1 (g)]/W 0 (g)}-1

상기 수학식 1에서, In Equation 1,

W0(g)는 수지의 초기 무게(g)이고, W 0 (g) is the initial weight of the resin (g),

W1(g)는 상온에서 생리 식염수에 베이스 수지를 넣지 않은 부직포 제 빈 봉투를 30 분 동안 침수시킨 다음, 원심분리기를 사용하여 250 G로 3 분간 탈수한 후에 측정한 부직포 제 빈 봉투의 무게이고, W 1 (g) is the weight of the non-woven fabric empty bag measured after immersing the non-woven fabric empty bag without base resin in physiological saline at room temperature for 30 minutes, and then dehydrating at 250 G for 3 minutes using a centrifuge. ,

W2(g)는 상온에서 생리 식염수에 베이스 수지가 담긴 부직포 제 봉투를 30 분 동안 침수하여 흡수시킨 다음, 원심분리기를 사용하여 250 G로 3 분간 탈수한 후에, 베이스 수지를 포함하여 측정한 부직포 제 봉투의 무게이다. W 2 (g) was absorbed by immersing and absorbing the nonwoven fabric bag containing the base resin in physiological saline at room temperature for 30 minutes, and then dehydrating at 250 G for 3 minutes using a centrifuge, and measuring the nonwoven fabric including the base resin. It is the weight of my envelope.

(2) 수도수 1 분 흡수능(2) 1 minute water absorption capacity

수도수는, 전기 전도도가 약 180μS/cm인 것을 사용하였다. As the tap water, one having an electrical conductivity of about 180 μS/cm was used.

전기 전도도는 Orion Star A222 (Thermo Scientific 사 제품)의 전기 전도도 측정 장치를 사용해 측정하였다. The electrical conductivity was measured using an electrical conductivity measuring device of Orion Star A222 (manufactured by Thermo Scientific).

측정은, 40mesh 및 50mesh의 체로 분급한 실시예 및 비교예의 베이스 수지를 사용하였다. For the measurement, base resins of Examples and Comparative Examples classified by 40mesh and 50mesh sieve were used.

상기 베이스 수지 1.0 g(W3)을 부직포 봉투(15 cm Х 15 cm)에 넣고 24 ℃의 수도수 1000 mL에 1 분 동안 침수시켰다.1.0 g (W3) of the base resin was placed in a nonwoven bag (15 cm Х 15 cm) and immersed in 1000 mL of water at 24° C. for 1 minute.

1 분 후, 봉투를 증류수에서 꺼낸 후 매달아 다시 1 분 동안 방치하여, 배수하고, 부직포 봉투의 질량(W5)을 측정하였다. After 1 minute, the bag was taken out from distilled water, hung and left to stand for another minute, drained, and the mass (W5) of the nonwoven bag was measured.

또한, 고흡수성 수지를 사용하지 않고, 부직포 봉투에 대해 동일한 조작을 한 후, 부직포 봉투의 질량 W4(g)을 측정하였다. In addition, the mass W4 (g) of the nonwoven fabric bag was measured after performing the same operation on the nonwoven fabric bag without using a super absorbent polymer.

이렇게 얻어진 각 질량을 이용하여 하기 수학식 2에 따라 1 분 수도수 흡수능(g/g)을 산출하였다.Using each mass thus obtained, water absorption capacity (g/g) for 1 minute was calculated according to Equation 2 below.

[수학식 2][Equation 2]

1분 수도수 흡수능 = {[W5(g) - W4(g) - W3(g)]/W3(g)}1 minute tap water absorption capacity = {[W5(g)-W4(g)-W3(g)]/W3(g)}

상기 수학식 2에서,In Equation 2,

W3(g)는 실험에 사용한 고흡수성 수지의 무게(g)이고, W3(g) is the weight (g) of the super absorbent polymer used in the experiment,

W5(g)는 상기 고흡수성 수지를 봉투에 담아 수도수에 1 분 간 침수시키고, 봉투를 꺼낸 후 매달아 1 분 동안 방치한 후 측정한 무게이고, W5(g) is the weight measured by immersing the superabsorbent polymer in the bag and immersing it in tap water for 1 minute, taking out the bag and hanging it for 1 minute to stand,

W4(g)는 고흡수성 수지를 사용하지 않고, 봉투만 수도수에 1 분 간 침수시키고, 봉투를 꺼낸 후 매달아 1 분 동안 방치한 후 측정한 무게이다. W4(g) is the weight measured after the superabsorbent resin is not used, only the envelope is immersed in tap water for 1 minute, the envelope is taken out, hung and left for 1 minute.

상기 베이스 수지 제조 조건 및 제조된 베이스 수지로부터 측정된 물성을 하기 표 1에 정리하였다. Table 1 summarizes the conditions for preparing the base resin and the properties measured from the prepared base resin.

CRC
(g/g)
CRC
(g/g)
1 분 수도수 흡수능
(g/g)
1 minute water absorption capacity
(g/g)
실시예 1Example 1 41.741.7 206206 실시예 2Example 2 48.548.5 162162 실시예 3Example 3 42.742.7 201201 실시예 4Example 4 47.647.6 158158 비교예 1Comparative Example 1 43.243.2 153153 비교예 2Comparative Example 2 39.539.5 133133

상기 표 1을 참고하면, 상기 실시예의 베이스 수지는 비교예에 비하여, 동등하거나 그 이상의 CRC 값을 가지면서, 1 분 수도수 흡수능이 우수한 것을 알 수 있다. Referring to Table 1, it can be seen that the base resin of the example has superior or lower water absorption capacity for 1 minute while having a CRC value equal to or higher than that of the comparative example.

상기 1 분 수도수 흡수능은, 흡수성 수지의 초기 흡수능을 평가하기 위한 물성으로, 본 발명의 일 예에 따른 베이스 수지는, 비교예에 비해 매우 우수한 1분 수도수 흡수능 값을 보인다. The 1-minute tap water absorbing capacity is a property for evaluating the initial absorbing capacity of the absorbent resin, and the base resin according to an example of the present invention shows a very excellent 1-minute tap water absorbing capacity value compared to the comparative example.

따라서, 상기 예에 따라 제조한 베이스 수지를 고흡수성 수지 제조에 사용할 경우, 우수한 보수능 및 초기 흡수능을 동시에 구현할 수 있을 것으로 생각된다.Therefore, when the base resin prepared according to the above example is used for the production of a super absorbent polymer, it is considered that excellent water retention and initial water absorption can be realized simultaneously.

Claims (16)

중합 개시제 및 내부 가교제의 존재 하에, 적어도 일부가 중화된 산성 기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 가교 중합하여, 함수겔 중합체를 형성하는 단계를 포함하고;
상기 내부 가교제는, 분자 내에 에폭시 기 및 (메트)아크릴레이트 기를 모두 포함하는 화합물인;
고흡수성 수지의 제조 방법.
Crosslinking and polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acidic group at least partially neutralized in the presence of a polymerization initiator and an internal crosslinking agent to form a hydrogel polymer;
The internal crosslinking agent is a compound containing both an epoxy group and a (meth)acrylate group in the molecule;
Method for producing super absorbent polymer.
제1항에 있어서,
상기 함수겔 중합체를 건조, 분쇄 및 분급하여 베이스 수지 분말을 형성하는 단계; 및
표면 가교액의 존재 하에, 상기 베이스 수지 분말을 열 처리하여 표면 가교하여 고흡수성 수지 입자를 형성하는 단계를 더 포함하는,
고흡수성 수지의 제조 방법.
According to claim 1,
Drying, grinding and classifying the hydrogel polymer to form a base resin powder; And
In the presence of the surface crosslinking solution, further comprising the step of heat-treating the base resin powder to crosslink the surface to form superabsorbent polymer particles,
Method for producing super absorbent polymer.
제1항에 있어서,
상기 내부 가교제는, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인, 고흡수성 수지의 제조 방법:
[화학식 1]
Figure pat00002

상기 화학식 1에서,
R1은, 수소, 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬이고,
n은, 1 내지 5의 정수이다.
According to claim 1,
The internal crosslinking agent is a compound represented by the following formula (1), a method for producing a super absorbent polymer:
[Formula 1]
Figure pat00002

In Chemical Formula 1,
R1 is hydrogen or alkyl having 1 to 5 carbon atoms,
n is an integer of 1-5.
제1항에 있어서,
상기 내부 가교제는, 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 중량에 대하여, 100 내지 1500 ppm으로 포함되는, 고흡수성 수지의 제조 방법.
According to claim 1,
The internal crosslinking agent, based on the weight of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer, is contained in 100 to 1500 ppm, a method for producing a super absorbent polymer.
제1항에 있어서,
상기 가교 중합은, 캡슐화된 발포제의 존재 하에 수행되는, 고흡수성 수지의 제조 방법
According to claim 1,
The crosslinking polymerization is carried out in the presence of an encapsulated blowing agent, a method for producing a super absorbent polymer
제5항에 있어서,
상기 캡슐화된 발포제는 평균 직경이 5 내지 50 ㎛인, 고흡수성 수지의 제조 방법.
The method of claim 5,
The encapsulated foaming agent has an average diameter of 5 to 50 μm, a method for producing a super absorbent polymer.
제5항에 있어서,
상기 캡슐화된 발포제는 공기 중 팽창 비율이 3 내지 15 배인, 고흡수성 수지의 제조 방법.
The method of claim 5,
The encapsulated foaming agent has an expansion ratio of 3 to 15 times in air, and a method for producing a super absorbent polymer.
제5항에 있어서,
상기 캡슐화된 발포제는,
탄화수소를 포함하는 코어; 및
열가소성 수지로 형성되며, 상기 코어를 둘러싼 쉘을 포함하는 구조를 가지고;
공기 중에서의 최대 팽창 크기가 20 내지 190 ㎛인, 고흡수성 수지의 제조 방법.
The method of claim 5,
The encapsulated blowing agent,
A core comprising a hydrocarbon; And
It is formed of a thermoplastic resin, and has a structure including a shell surrounding the core;
A method for producing a super absorbent polymer having a maximum expansion size in air of 20 to 190 μm.
제8항에 있어서,
상기 탄화수소는 n-프로판, n-부탄, iso-부탄, 사이클로부탄, n-펜탄, iso-펜탄, 사이클로펜탄, n-헥산, iso-헥산, 사이클로헥산, n-헵탄, iso-헵탄, 사이클로헵탄, n-옥탄, iso-옥탄 및 사이클로옥탄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 고흡수성 수지의 제조 방법.
The method of claim 8,
The hydrocarbon is n-propane, n-butane, iso-butane, cyclobutane, n-pentane, iso-pentane, cyclopentane, n-hexane, iso-hexane, cyclohexane, n-heptane, iso-heptane, cycloheptane , n-octane, iso-octane, and cyclooctane.
제8항에 있어서,
상기 열가소성 수지는 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴로니트릴, 방향족 비닐, 초산 비닐, 할로겐화 비닐 및 할로겐화 비닐리덴으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 모노머로부터 형성되는 폴리머인, 고흡수성 수지의 제조 방법.
The method of claim 8,
The thermoplastic resin is a polymer formed from one or more monomers selected from the group consisting of (meth)acrylate, (meth)acrylonitrile, aromatic vinyl, vinyl acetate, vinyl halide, and vinylidene halide, and a method for producing super absorbent polymer .
제5항에 있어서,
상기 캡슐화된 발포제는, 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 중량에 대하여, 1000 내지 5000 ppm으로 포함되는, 고흡수성 수지의 제조 방법.
The method of claim 5,
The encapsulated foaming agent, based on the weight of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer, is contained in 1000 to 5000 ppm, a method for producing a super absorbent polymer.
적어도 일부가 중화된 산성 기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 가교 중합체인 베이스 수지를 포함하고;
상기 가교 중합은, 분자 내에 에폭시 기 및 (메트)아크릴레이트 기를 모두 포함하는 화합물에 의해 형성되는,
고흡수성 수지.
A base resin which is a crosslinked polymer of a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having at least a part of neutralized acidic groups;
The crosslinking polymerization is formed by a compound containing both an epoxy group and a (meth)acrylate group in the molecule,
Super absorbent polymer.
제12항에 있어서,
상기 베이스 수지는, 적어도 일부가 중화된 산성 기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체가, 캡슐화된 발포제 존재 하에 가교 중합된 가교 중합체인, 고흡수성 수지.
The method of claim 12,
The base resin is a superabsorbent polymer in which a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acidic group at least partially neutralized is a crosslinked polymer crosslinked and polymerized in the presence of an encapsulated blowing agent.
제12항에 있어서,
상기 베이스 수지는, 입경이 300 내지 420 ㎛ 인 입자의 생리 식염수에 대한 CRC 값이 35 g/g 이상인, 고흡수성 수지.
The method of claim 12,
The base resin is a superabsorbent polymer having a CRC value of 35 g/g or more for physiological saline of particles having a particle diameter of 300 to 420 μm.
제12항에 있어서,
상기 베이스 수지는, 입경이 300 내지 420 ㎛ 인 입자의, 수도수에 대한 1 분 흡수능 값이 140 g/g 이상인, 고흡수성 수지.
The method of claim 12,
The base resin is a superabsorbent polymer having a particle diameter of 300 to 420 μm, a value of 1 minute absorption capacity for tap water of 140 g/g or more.
제12항에 있어서,
상기 베이스 수지는, 표면 가교제에 의해 형성된 표면 가교 층을 포함하는, 고흡수성 수지.
The method of claim 12,
The base resin is a super absorbent polymer comprising a surface crosslinking layer formed by a surface crosslinking agent.
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