KR20200118002A

KR20200118002A - 고흡수성 입자의 공압 운송 방법

Info

Publication number: KR20200118002A
Application number: KR1020207020610A
Authority: KR
Inventors: 슈테판 바우어; 카트린 바우만; 마르쿠스 퇴네쎈; 토마스 다니엘; 한노 뤼디거 볼프
Original assignee: 바스프 에스이
Priority date: 2018-02-06
Filing date: 2019-01-28
Publication date: 2020-10-14
Also published as: EP3749376A1; US20200347192A1; JP2021512213A; WO2019154652A1; JP7342035B2; US11859059B2; CN111615408A; EP3749376B1

Abstract

본 발명은 고흡수성 입자의 공압 운반 방법으로서, 고흡수성 입자는 공압 운반 전에 수성 왁스 분산물과 혼합되고, 왁스는 유리 전이 온도가 적어도 65℃ 이고, 미처리 고흡수성 입자에 기초하여, 0.020 중량% 내지 0.20 중량% 의 왁스가 사용되는 방법에 관한 것이다.

Description

고흡수성 입자의 공압 운송 방법

본 발명은 고흡수성 (superabsorbent) 입자의 공압 운반 방법으로서, 고흡수성 입자는 공압 운반 전에 수성 왁스 분산물과 혼합되고, 왁스는 유리 전이 온도가 적어도 65℃ 이고, 미처리 고흡수성 입자에 기초하여, 0.020 중량% 내지 0.20 중량% 의 왁스가 사용되는 방법에 관한 것이다.

고흡수체는 기저귀, 탐폰, 생리대 및 기타 위생용품을 생산하는데, 뿐만 아니라 시장용 원예에서 보수제로서 사용된다. 고흡수체는 또한 물-흡수성 중합체로서 언급된다.

고흡수체의 생산은 논문 "Modern Superabsorbent Polymer Technology", F. L. Buchholz 및 A. T. Graham, Wiley-VCH, 1998, 페이지 71 내지 103 에 기재되어 있다.

왁스에 의한 고흡수체의 코팅은, 예를 들어, EP 0 755 964 A2 및 WO 2008/077779 A1 에 기재되어 있다.

본 발명의 과제는 개선된 고흡수체, 특히 공압 운반의 경우에 개선된 수송 특성을 갖는 고흡수체를 제공하는 것이었다.

상기 과제는 고흡수성 입자의 공압 운반 방법으로서, 고흡수성 입자는 공압 운반 전에 수성 왁스 분산물과 혼합되고, 왁스는 유리 전이 온도가 적어도 65℃ 이고, 미처리 고흡수성 입자에 기초하여, 0.020 중량% 내지 0.20 중량% 의 왁스가 사용되는 방법에 의해 달성되었다.

원칙적으로, 세 가지 구별되는 유형의 공압 운반이 존재한다:

- 높은 기체 속도의 범위의, 희박상 운반에서, 자유 유동 개별 입자의 법칙이 근사하게 적용된다. 이는 종래의 유형의 공압 운반이다. 어떠한 생성물 침적도 일어나지 않는다. 운반 도관에서 운반되는 물질의 본질적으로 균일한 분포가 존재한다.

- 기체 속도가 떨어지는 경우에, 운반은 유동화된 희박상 운반의 범위로 이동하며, 여기에서 운반되는 물질은 특히 운반 도관의 하반부에서 흐른다. 운반 도관의 상반부에서, 희박상 운반이 존재한다.

- 낮은 기체 속도에서, 운반은 예외적으로 부드럽게 밀집한 상 운반 (플러그 (plug) 운반, 펄스 (pulse) 운반) 의 형태로 실시되며 높은 압력 하강이 있다.

원칙적으로, 압력 운반은 석션 (suction) 운반보다 더 느린 운반 속도로 실시될 수 있으며, 이는 감소된 압력 하에서보다 상승된 압력 하에서 압력 보유량이 더 크기 때문이고, 압력이 증가함에 따라 생성물을 앞으로 나아가게 하는 운반 기체 밀도가 상승하기 때문이다.

운반 기체는 압축될 수 있으므로, 운반 도관에서는 일정한 압력이 존재하지 않고, 오히려 끝나는 부분에서보다 시작하는 부분에서 더 높은 압력이 존재한다. 그러나, 결과적으로 기체 부피가 또한 변화하므로, 시작하는 부분에서는, 더 높은 압력에서 더 느린 기체 속도가 우세하고, 끝나는 부분에서는, 더 낮은 압력에서 더 높은 기체 속도가 우세하다.

유동화된 희박상 운반의 범위에서 과도하게 낮은 운반 속도는 문제가 있으며, 그 이유는 밀집한 상 운반과 유동화된 희박상 운반 사이의 불안정적인 범위에서 안정적인 운반이 가능하지 않기 때문이다. 대신에, 발생하는 기계적 응력이, 운반 도관을 마운트 밖으로 인열시키는 정도로, 운반 시스템에 심각한 손상을 초래할 수 있다.

공압 운반에서 최적 초기 기체 속도는 운반 도관의 직경에 따라 좌우된다. 이러한 의존성은 프루드 수 (Froude number) 에 의해 가장 잘 설명된다:

Fr 프루드 수

v 기체 속도

D 수송 파이프의 내경

g 중력으로 인한 가속

공압 운반에서 초기 기체 속도는 바람직하게는 프루드 수 2 내지 40, 가장 바람직하게는 5 내지 30, 가장 바람직하게는 10 내지 20 에 상응한다. 공압 운반에서 운반 물질 로드 (load) 는 바람직하게는 1 내지 30 ㎏/㎏, 더욱 바람직하게는 5 내지 25 ㎏/㎏, 가장 바람직하게는 10 내지 20 ㎏/㎏ 이며, 운반 물질 로드는 운반 물질 질량 유속과 기체 질량 유속의 지수 (quotient) 이다.

왁스의 유리 전이 온도는 바람직하게는 적어도 70℃, 더욱 바람직하게는 적어도 75℃, 가장 바람직하게는 적어도 80℃ 이다.

G. Kanig (Kolloid-Zeitschrift & Zeitschrift fuer Polymere, volume 190, 페이지 1, 등식 1) 에 따르면, 유리 전이 온도 Tg 는 분자량이 증가함에 따라 유리 전이 온도가 증가하는 한계이다. Tg 는 DIN ISO 11357-2:2014-07 (시차 주사 열량측정법, 20 K/min, 중간점 측정) 에 따라 DSC 방법에 의해 확인된다. 대부분의 단량체의 단독중합체에 대한 Tg 값은 알려져 있고, 예를 들어, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, VCH Weinheim, 1992, 5th ed., vol. A21, 페이지 169 이후에 열거되어 있다; 단독중합체의 유리 전이 온도의 추가의 출처는, 예를 들어, J. Brandrup, E.H. Immergut, Polymer Handbook, 15th ed., J. Wiley, New York 1996, 2nd ed., J. Wiley, New York 1975, 및 3rd ed. J. Wiley, New York 1989 이다. 단량체의 적합한 유형 및 양의 선택에 의해 왁스의 요망되는 유리 전이 온도 Tg 를 달성하기 위해서, Fox (T.　G. Fox, Bull. Amer. Phys. Soc. (Ser. II) 1956, volume 1, 페이지 123 이후) 의 식이 도움이 되며, 그에 따르면 공중합체의 유리 전이 온도의 훌륭한 근사치 계산은 다음과 같다:

1/Tg = x₁/Tg₁ + X₂/Tg₂ + ...... + x_n/Tg_n

식에서 x₁, x₂, ... x_n 은 단량체의 질량 분율이고, Tg₁, Tg₂, ..., Tg_n 은 각각의 경우에 단량체 1, 2, ..., n 중 하나로부터 형성된 단독중합체의 유리 전이 온도 (단위: 켈빈 (Kelvin)) 이다.

사용되는 왁스의 양은, 각각의 경우에 미처리 고흡수성 입자에 기초하여, 바람직하게는 0.025 중량% 내지 0.15 중량%, 더욱 바람직하게는 0.030 중량% 내지 0.1 중량%, 가장 바람직하게는 0.035 중량% 내지 0.08 중량% 이다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서, 왁스는 70 내지 95 mol% 의 적어도 하나의 에틸렌계 불포화 탄화수소와 5 내지 30 mol% 의 적어도 하나의 에틸렌계 불포화 카르복시산의 공중합체이다. 매우 특히 바람직한 것은 에틸렌-아크릴산 공중합체 및 에틸렌-메타크릴산 공중합체이다. 그러한 공중합체의 예는 Luwax^® EAS 5 (BASF SE; Ludwigshafen; Germany), Nucrel^® 960 (DuPont Company; Wilmington; United States of America) 및 Primacor^® 5980I (The Dow Chemical Company; Midland; United States of America) 이다.

바람직한 것은 고체 함량이 바람직하게는 50 중량% 미만, 더욱 바람직하게는 40 중량% 미만, 매우 바람직하게는 30 중량% 미만인 수성 분산물의 형태의 왁스를 사용하는 것이다. 매우 바람직한 것은 오직 물, 왁스 및 알칼리 금속 하이드록사이드 (분산 보조제로서) 로 이루어지는 왁스 분산물이다.

그러한 왁스 분산물은 전형적으로 왁스 용융물을 물에 분산시킴으로써 제조되고, 적합한 분산 보조제로 안정화된다.

그러한 왁스 분산물의 예는 Poligen^® WE 1, Poligen^® WE 4, Poligen^® CE 18 (각각 BASF SE; Ludwigshafen; Germany), Cohesa^® 001 (Honeywell International; Morris Plains; United States of America), Michem^® Emulsion 34935 (Michelman, Inc.; Cincinanati; United States of America) 이다.

본 발명의 매우 바람직한 실시형태에서, 후속적으로 오직 소듐 또는 포타슘 하이드록사이드 (분산 보조제로서) 로 안정화되는 에틸렌-아크릴산 공중합체 및 에틸렌-메타크릴산 공중합체로 이루어지는 수성 왁스 분산물이 사용된다.

왁스 분산물의 pH 는 바람직하게는 적어도 7, 매우 바람직하게는 적어도 8, 가장 바람직하게는 적어도 9 이다.

고흡수성 입자는 중앙 입자 크기가 바람직하게는 150 내지 850 ㎛, 더욱 바람직하게는 200 내지 600 ㎛, 가장 바람직하게는 250 내지 500 ㎛ 이다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서, 고흡수성 입자는 평균 구형도 (average sphericity) (ASPHT) 가 바람직하게는 0.72 초과, 더욱 바람직하게는 0.76 초과, 가장 바람직하게는 0.80 초과이다.

공압 운반 동안 고흡수성 입자의 온도는 바람직하게는 적어도 20℃, 더욱 바람직하게는 적어도 30℃, 가장 바람직하게는 적어도 40℃ 이고, 왁스의 유리 전이 온도보다 바람직하게는 적어도 20℃ 더 낮고, 더욱 바람직하게는 적어도 25℃ 더 낮고, 가장 바람직하게는 적어도 30℃ 더 낮다.

본 발명은 수성 왁스 분산물로 처리함으로써 고흡수성 입자의 수송 특성이 개선될 수 있다는 발견에 기초한다. 왁스-코팅된 고흡수성 입자는 공압 운반에서 더 작은 압력 차이를 야기하며, 이는 운반 도관의 용량을 증가시킨다. 고흡수성 입자의 흡수 특성이 부정적인 영향을 받지 않기 위해서, 왁스의 양은 너무 많지 않아야 하고, 왁스는 입자 표면에서 연속 필름을 형성하지 않아야 한다. 후자는 충분히 높은 유리 전이 온도에 의해 보장된다.

고흡수체의 생산은 이후에 상세히 기술된다:

고흡수체는

a) 산 기를 보유하고 적어도 부분적으로 중화될 수 있는 적어도 하나의 에틸렌계 불포화 단량체,

b) 적어도 하나의 가교제 및

c) 적어도 하나의 개시제,

를 포함하는 단량체 용액 또는 현탁액을 중합함으로써 생산될 수 있고,

전형적으로 수불용성이다.

단량체 a) 는 바람직하게는 수용성이며, 즉 23℃ 에서 물에서의 그의 용해도는 전형적으로 적어도 1 g/100 g 의 물, 바람직하게는 적어도 5 g/100 g 의 물, 더욱 바람직하게는 적어도 25 g/100 g 의 물, 가장 바람직하게는 적어도 35 g/100 g 의 물이다.

적합한 단량체 a) 는, 예를 들어, 에틸렌계 불포화 카르복시산, 예컨대 아크릴산, 메타크릴산 및 이타콘산이다. 특히 바람직한 단량체는 아크릴산 및 메타크릴산이다. 매우 특히 바람직한 것은 아크릴산이다.

단량체 a) 의 총량 중 아크릴산 및/또는 그의 염의 비율은 바람직하게는 적어도 50 mol%, 더욱 바람직하게는 적어도 90 mol%, 가장 바람직하게는 적어도 95 mol% 이다.

단량체 a) 는 전형적으로 중합 저해제, 바람직하게는 하이드로퀴논 모노메틸 에테르 (MEHQ) 를, 저장 안정화제로서, 포함한다.

단량체 용액은, 각각의 경우에 중화되지 않은 단량체 a) 에 기초하여, 바람직하게는 250 중량ppm 이하, 바람직하게는 최대 130 중량ppm, 더욱 바람직하게는 최대 70 중량ppm, 및 바람직하게는 적어도 10 중량ppm, 더욱 바람직하게는 적어도 30 중량ppm 및 특히 약 50 중량ppm 의 하이드로퀴논 모노메틸 에테르 (MEHQ) 를 포함한다. 예를 들어, 단량체 용액은 산 기를 보유하는 에틸렌계 불포화 단량체를 적당한 함량의 하이드로퀴논 모노메틸 에테르 (MEHQ) 와 함께 사용함으로써 제조될 수 있다.

적합한 가교제 b) 는 가교에 적합한 적어도 2 개의 기를 갖는 화합물이다. 그러한 기는 예를 들어, 중합체 사슬 내로 자유 라디칼 중합될 수 있는 에틸렌계 불포화 기, 및 단량체 a) 의 산 기와 공유 결합을 형성할 수 있는 관능기이다. 또한, 단량체 a) 의 적어도 2 개의 산 기와 배위 결합을 형성할 수 있는 다가 금속 염이 또한 가교제 b) 로서 적합하다. 추가의 적합한 가교제 b) 는 US 2017/361305 에 기재된 "나노-클레이", WO 2000/31157 A1 에 기재된 물유리, 및 WO 99/55767 A1 에 기재된 알루미네이트이다.

가교제 b) 는 바람직하게는 중합체 네트워크 내로 자유 라디칼 중합될 수 있는 적어도 2 개의 중합성 기를 갖는 화합물이다. 적합한 가교제 b) 는, 예를 들어, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 알릴 메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리알릴아민, 테트라알릴암모늄 클로라이드, 테트라알릴옥시에탄 (EP 0 530 438 A1 에 기재된 바와 같음), 디- 및 트리아크릴레이트 (EP 0 547 847 A1, EP 0 559 476 A1, EP 0 632 068 A1, WO 93/21237 A1, WO 03/104299 A1, WO 03/104300 A1, WO 03/104301 A1 및 DE 103 31 450 A1 에 기재된 바와 같음), 아크릴레이트 기 뿐만 아니라 추가의 에틸렌계 불포화 기를 포함하는 혼합 아크릴레이트 (DE 103 31 456 A1 및 DE 103 55 401 A1 에 기재된 바와 같음), 또는 가교제 혼합물 (예를 들어, DE 195 43 368 A1, DE 196 46 484 A1, WO 90/15830 A1 및 WO 02/032962 A2 에 기재된 바와 같음) 이다.

바람직한 가교제 b) 는 펜타에리트리틸 트리알릴 에테르, 테트라알릴옥시에탄, 메틸렌비스메타크릴아미드, 15-배 에톡시화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 및 트리알릴아민이다.

가교제 b) 의 양은, 각각의 경우에 사용된 단량체 a) 의 총량에 기초하여 계산하여, 바람직하게는 0.25 중량% 내지 1.5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.3 중량% 내지 1.2 중량%, 가장 바람직하게는 0.4 중량% 내지 0.8 중량% 이다. 가교제 함량이 증가하면, 원심분리기 보유 용량 (centrifuge retention capacity) (CRC) 은 하락하고, 21.0 g/㎠ 의 압력 하의 흡수율은 최대를 통과한다.

사용되는 개시제 c) 는 중합 조건 하에 자유 라디칼을 생성하는 모든 화합물, 예를 들어 열 개시제, 산화환원 개시제 또는 광개시제일 수 있다. 적합한 산화환원 개시제는 소듐 퍼옥소디설페이트/아스코르브산, 하이드로젠 퍼옥사이드/아스코르브산, 소듐 퍼옥소디설페이트/소듐 바이설파이트 및 하이드로젠 퍼옥사이드/소듐 바이설파이트이다. 바람직한 것은 열 개시제와 산화환원 개시제의 혼합물, 예컨대 소듐 퍼옥소디설페이트/하이드로젠 퍼옥사이드/아스코르브산을 사용하는 것이다. 사용되는 환원 성분은 바람직하게는 2-히드록시-2-술포네이토아세트산의 디소듐 염 또는 2-히드록시-2-술피네이토아세트산의 소듐 염, 2-히드록시-2-술포네이토아세트산의 디소듐 염과 소듐 바이설파이트의 혼합물이다. 그러한 혼합물은 Brueggolite^® FF6 및 Brueggolite^® FF7 (Brueggemann Chemicals; Heilbronn; Germany) 로서 입수가능하다. 대안적으로는, 특히 아스코르브산이 또한 사용될 때, 순수한 2-히드록시-2-술포네이토아세트산 또는 그의 염을 환원 성분으로서 사용하는 것이 가능하다.

또한 중합 전에 또는 동안에 킬레이트 형성제 및 2-히드록시카르복시산을 단량체 용액에 첨가하는 것이 가능하며, 예를 들어, WO 2017/170604 A1 에 기재된 바와 같다.

전형적으로, 수성 단량체 용액이 사용된다. 단량체 용액의 물 함량은 바람직하게는 40 중량% 내지 75 중량%, 더욱 바람직하게는 45 중량% 내지 70 중량%, 가장 바람직하게는 50 중량% 내지 65 중량% 이다. 또한 단량체 현탁액, 즉 용해도-초과의 단량체 a), 예를 들어 소듐 아크릴레이트를 함유하는 단량체 용액을 사용하는 것이 가능하다. 물 함량이 증가함에 따라, 후속적 건조에서 에너지 소비량이 증가하고, 물 함량이 감소함에 따라, 중합 열이 부적절하게만 제거될 수 있다.

결과적인 중합체 겔의 산 기는 전형적으로 부분적으로 중화되었다. 중화는 단량체 단계에서 수행된다. 이는 전형적으로 중화제에 수성 용액으로서 또는 바람직하게는 고체로서 혼합함으로써 달성된다. 중화도는 바람직하게는 25 내지 85 mol%, 더욱 바람직하게는 30 내지 80 mol%, 가장 바람직하게는 40 내지 75 mol% 이며, 이를 위해 통상적 중화제가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 알칼리 금속 하이드록사이드, 알칼리 금속 옥사이드, 알칼리 금속 카르보네이트 또는 알칼리 금속 하이드로젠카르보네이트 및 또한 그의 혼합물이다. 알칼리 금속 염 대신에, 암모늄 염을 사용하는 것이 또한 가능하다. 특히 바람직한 알칼리 금속은 소듐 및 포타슘이며, 그러나 매우 특히 바람직한 것은 소듐 하이드록사이드, 소듐 카르보네이트 또는 소듐 하이드로젠카르보네이트 및 또한 그의 혼합물이다.

용액 중합의 설명이 뒤따른다:

용액 중합에 적합한 반응기는, 예를 들어, 혼련식 (kneading) 반응기 또는 벨트 반응기이다. 혼련기에서, 수성 단량체 용액 또는 현탁액의 중합에서 형성된 중합체 겔이, 예를 들어, 역회전식 교반기 축 (shaft) 에 의해 연속적으로 분쇄되며, WO 2001/038402 A1 에 기재된 바와 같다. 벨트 위에서의 중합은, 예를 들어, DE 38 25 366 A1 및 US 6,241,928 에 기재되어 있다. 벨트 반응기에서의 중합은 중합체 겔을 형성하며, 이는, 예를 들어 압출기 또는 혼련기에서, 분쇄되어야 한다.

건조 특성을 개선시키기 위해, 혼련기에 의해 얻어진 분쇄된 중합체 겔은 추가로 압출될 수 있다.

중합체 겔은 그 후 전형적으로 잔류 수분 함량이 바람직하게는 0.5 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 6 중량%, 가장 바람직하게는 1.5 내지 4 중량% 이 될 때까지 공기 순환 벨트 건조기로 건조되며, 잔류 수분 함량은 EDANA 권고되는 시험 방법 No. WSP 230.2-05 "Mass Loss Upon Heating" 에 의해 확인된다. 너무 높은 잔류 수분 함량의 경우에, 건조된 중합체 겔은 너무 낮은 유리 전이 온도 T_g 를 갖고, 추가로 오직 어렵게 가공될 수 있다. 너무 낮은 잔류 수분 함량의 경우에, 건조된 중합체 겔은 너무 부서지기 쉽고, 후속적 분쇄 단계에서, 바람직하게 않게 많은 양의 입자 크기가 과도하게 작은 중합체 입자가 수득된다 ("미분"). 건조 전에 중합체 겔의 고체 함량은 바람직하게는 25 중량% 내지 90 중량%, 더욱 바람직하게는 35 중량% 내지 70 중량%, 가장 바람직하게는 40 중량% 내지 60 중량% 이다. 후속적으로, 건조된 중합체 겔은 파쇄되고 임의로 굵게 분쇄된다.

그 후, 건조된 중합체 겔은 전형적으로 분쇄되고 분류되고, 분쇄에 사용되는 장치는 전형적으로 일단 또는 다단 롤 밀, 바람직하게는 이단 또는 삼단 롤 밀, 핀 밀, 해머 밀 또는 진동 밀일 수 있다.

생성물 분획으로서 제거되는 중합체 입자의 평균 입자 크기는 바람직하게는 150 내지 850 ㎛, 더욱 바람직하게는 250 내지 600 ㎛, 매우 특히 300 내지 500 ㎛ 이다. 생성물 분획의 평균 입자 크기는 EDANA 권고되는 시험 방법 No. WSP 220.2-05 "Particle Size Distribution" 에 의해 확인될 수 있으며, 이 방법에서 스크린 분획의 질량에 의한 비율이 누적 형태로 도표화되고, 평균 입자 크기가 그래프에 의해 확인된다. 여기에서 평균 입자 크기는 누적 50 중량% 를 생기게 하는 메시 크기의 값이다.

입자 크기가 150 ㎛ 초과인 중합체 입자의 비율은 바람직하게는 적어도 90 중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 95 중량%, 가장 바람직하게는 적어도 98 중량% 이다.

입자 크기가 너무 작은 중합체 입자는 겔 층 투과성 (gel bed permeability) (GBP) 을 낮춘다. 과도하게 작은 중합체 입자 ("미분 (fines)") 의 비율은 그러므로 작아야 한다.

과도하게 작은 중합체 입자는 그러므로 전형적으로, 바람직하게는 중합 전에, 동안에 또는 직후에, 즉 중합체 겔의 건조에 앞서, 제거되고 공정으로 재순환된다. 과도하게 작은 중합체 입자는 재순환 전에 또는 동안에 물 및/또는 수성 계면활성제로 습윤화될 수 있다.

나중의 공정 단계에서, 예를 들어 표면 후가교 (postcrosslinking) 또는 또다른 코팅 단계 후에 과도하게 작은 중합체 입자를 제거하는 것이 또한 가능하다. 이 경우에, 재순환되는 과도하게 작은 중합체 입자는 또다른 방식으로, 예를 들어 발연 실리카로 표면 후가교 또는 코팅된다.

혼련식 반응기가 중합에 사용되는 경우에, 과도하게 작은 중합체 입자는 바람직하게는 중합의 마지막 삼분의 일 동안에 첨가된다. 그러나, 중합 반응기의 하류에 연결된 혼련기 또는 압출기에서 과도하게 작은 중합체 입자를 중합체 겔 내로 혼입하는 것이 또한 가능하다.

과도하게 작은 중합체 입자가 매우 이른 시기에, 예를 들어 실제로 단량체 용액에, 첨가되는 경우에, 이는 결과적인 중합체 입자의 원심분리기 보유 용량 (CRC) 을 저하시킨다. 그러나, 이는, 예를 들어, 사용되는 가교제 b) 의 양을 조정함으로써 상쇄될 수 있다.

입자 크기가 최대 850 ㎛ 인 중합체 입자의 비율은 바람직하게는 적어도 90 중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 95 중량%, 가장 바람직하게는 적어도 98 중량% 이다.

입자 크기가 최대 600 ㎛ 인 중합체 입자의 비율은 바람직하게는 적어도 90 중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 95 중량%, 가장 바람직하게는 적어도 98 중량% 이다.

과도하게 큰 입자 크기의 중합체 입자는 팽창 속도를 낮춘다. 과도하게 큰 중합체 입자의 비율은 그러므로 마찬가지로 낮아야 한다. 과도하게 큰 중합체 입자는 그러므로 전형적으로 제거되고 분쇄로 재순환된다.

액적 중합의 설명이 뒤따른다:

액적 중합에서, 단량체 용액을 적어도 하나의 홀 (hole) 에 의해 반응기 내로 계량해 넣어서 액적을 형성시킨다. 액적 중합은, 예를 들어, WO 2014/079694 A1 및 WO 2015/110321 A1 에 기재되어 있다.

홀은, 예를 들어, 액적화기 플레이트에 있을 수 있다. 홀의 수 및 크기는 요망되는 용량 및 액적 크기에 따라 선택된다. 액적 직경은 전형적으로 홀의 직경의 1.9 배이다. 여기에서 중요한 점은 액적화될 액체가 홀을 너무 빠르게 통과하지 않고 홀을 가로지르는 압력 하락이 너무 크지 않다는 점이다. 그렇지 않으면, 액체는 액적화되지 않고, 오히려 높은 운동 에너지 때문에 액체 제트가 부서진다 (분무된다). 홀 당 처리량 (throughput) 및 홀 직경에 기초하는 레이놀드 (Reynolds) 수는 바람직하게는 2000 미만, 더욱 바람직하게는 1600 미만, 특히 바람직하게는 1400 미만, 가장 바람직하게는 1200 미만이다.

액적화기 플레이트는 바람직하게는 적어도 5 개, 더욱 바람직하게는 적어도 25 개, 가장 바람직하게는 적어도 50 개의 홀, 및 바람직하게는 750 개 이하, 더욱 바람직하게는 500 개 이하, 가장 바람직하게는 250 개 이하 홀을 갖는다. 홀의 직경은 요망되는 액적 크기에 따라 선택된다.

홀의 직경은 바람직하게는 50 내지 500 ㎛, 더욱 바람직하게는 100 내지 300 ㎛, 가장 바람직하게는 150 내지 250 ㎛ 이다. 홀 사이의 거리는 바람직하게는 10 내지 50 ㎜, 더욱 바람직하게는 12 내지 40 ㎜, 가장 바람직하게는 15 내지 30 ㎜ 이다. 과도하게 작은 거리는 응집물의 형성을 초래한다.

홀을 통과할 때 단량체 용액의 온도는 바람직하게는 5 내지 80℃, 더욱 바람직하게는 10 내지 70℃, 가장 바람직하게는 30 내지 60℃ 이다.

캐리어 기체는 반응기를 통해 흐른다. 이 캐리어 기체는 단량체 용액의 자유 낙하하는 액적에 대해 병류로 또는 역류로, 바람직하게는 병류로, 즉 아래에서 위로 반응기를 통해 전도될 수 있다. 1 회 패스 후에, 캐리어 기체는 바람직하게는 적어도 부분적으로, 바람직하게는 적어도 50% 의 정도로, 더욱 바람직하게는 적어도 75% 의 정도로 반응기 내로 순환 기체로서 재순환된다. 전형적으로, 캐리어 기체의 일부, 바람직하게는 10% 이하, 더욱 바람직하게는 3% 이하, 가장 바람직하게는 1% 이하는 각 회의 패스 후에 방출된다.

캐리어 기체의 산소 함량은 바람직하게는 0.5 내지 15 부피%, 더욱 바람직하게는 1 내지 10 부피%, 가장 바람직하게는 2 내지 7 부피% 이다.

산소 뿐만 아니라, 캐리어 기체는 바람직하게는 질소를 포함한다. 캐리어 기체의 질소 함량은 바람직하게는 적어도 80 부피%, 더욱 바람직하게는 적어도 90 부피%, 가장 바람직하게는 적어도 95 부피% 이다. 기체 혼합물을 사용하는 것이 또한 가능하다. 캐리어 기체에는 또한 스팀 및/또는 아크릴산 증기가 가득할 수 있다.

기체 속도는 바람직하게는 반응기에서의 흐름이 유도되도록, 예를 들어 전반적인 흐름 방향에 반대인 대류가 존재하지 않도록 설정되고, 전형적으로 0.1 내지 2.5 m/s, 바람직하게는 0.3 내지 1.5 m/s, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1.2 m/s, 특히 바람직하게는 0.6 내지 1.0 m/s, 가장 바람직하게는 0.7 내지 0.9 m/s 이다.

반응기를 통해 흐르는 캐리어 기체는 반응기의 상류에서 반응 온도로 적당히 예비가열된다.

유리하게는, 기체 유출구 온도, 즉 캐리어 기체가 반응기를 떠날 때의 온도가 전형적으로 90 내지 150℃, 바람직하게는 100 내지 140℃, 더욱 바람직하게는 105 내지 135℃, 특히 바람직하게는 110 내지 130℃, 가장 바람직하게는 115 내지 125℃ 가 되도록, 기체 유입구 온도가 조절된다.

반응은 상승된 압력 하에 또는 감소된 압력 하에 수행될 수 있다; 주위 압력에 상대적으로 100 mbar 까지 감소된 압력이 바람직하다.

반응 오프가스 (offgas), 즉 반응기를 떠나는 기체는, 예를 들어, 열 교환기에서 냉각될 수 있다. 이는 물 및 미전환 단량체 a) 를 응축시킨다. 그 후, 반응 오프가스는 적어도 부분적으로 재가열되고 반응기 내로 순환 기체로서 재순환될 수 있다. 반응 오프가스의 일부는 방출되고 새로운 캐리어 기체로 대체될 수 있으며, 이 경우에 반응 오프가스에 존재하는 물 및 미전환 단량체 a) 는 제거 및 재순환될 수 있다.

특히 바람직한 것은 통합된 가열 시스템이며, 통합된 가열 시스템은 오프가스의 냉각에서의 폐열의 일부를 사용하여 순환 기체를 가열한다는 것을 의미한다.

반응기는 트레이스 가열될 수 있다. 벽 온도가 내부 반응기 온도보다 적어도 5℃ 더 높도록 트레이스 가열 (trace heating) 이 조정되고, 반응기 벽에서의 응축이 확실하게 방지된다.

역 현탁 중합의 설명이 뒤따른다:

역 현탁 중합은 중합 동안 단량체 용액을 소수성 용매에 현탁시키는 것을 수반한다. 역 현탁 중합은, 예를 들어, WO 2008/068208 A1 및 WO 2015/062883 A2 에 기재되어 있다.

사용가능한 소수성 용매는 현탁 중합에서 사용하기 위한 통상의 기술자에게 알려진 모든 용매이다. 바람직한 것은 지방족 탄화수소, 예컨대 n-헥산, n-헵탄, n-옥탄, n-노난, n-데칸, 시클로헥산 또는 그의 혼합물을 사용하는 것이다. 소수성 용매는 23℃ 에서 물에서의 용해도가 5 g/100 g 미만, 바람직하게는 1 g/100 g 미만, 더욱 바람직하게는 0.5 g/100 g 미만이다.

소수성 용매는 바람직하게는 50 내지 150℃, 더욱 바람직하게는 60 내지 120℃, 가장 바람직하게는 70 내지 90℃ 의 범위 내에서 끓는다.

소수성 용매와 단량체 용액 사이의 비는 0.5 내지 3, 바람직하게는 0.7 내지 2.5, 매우 바람직하게는 0.8 내지 2.2 이다.

현탁액 중 단량체 용액 액적의 평균 직경은, 응집물이 전도되지 않는 경우에, 바람직하게는 적어도 100 ㎛, 더욱 바람직하게는 100 내지 1000 ㎛, 더욱 바람직하게는 150 내지 850 ㎛, 가장 바람직하게는 300 내지 600 ㎛ 이며, 액적 직경은 광 산란에 의해 확인가능하고, 부피-평균 평균 직경을 의미한다.

단량체 용액 액적의 직경은 도입되는 교반기 에너지를 통해 및 적합한 분산 보조제ㄹㄹ 통해 조정될 수 있다.

소수성 용매 중 수성 단량체 용액의 분산을 위해 또는 결과적인 고흡수성 입자의 분산을 위해, 바람직한 것은 분산 보조제를 첨가하는 것이다. 이들 분산 보조제는 음이온성, 양이온성, 비이온성 또는 양쪽성 계면활성제, 또는 천연, 반합성 또는 합성 중합체일 수 있다.

음이온성 계면활성제는, 예를 들어, 소듐 폴리옥시에틸렌 도데실 에테르 설페이트 및 소듐 도데실 에테르 설페이트이다. 양이온성 계면활성제는, 예를 들어, 트리메틸스테아릴암모늄 클로라이드이다. 양쪽성 계면활성제는, 예를 들어, 카르복시메틸디메틸세틸암모늄이다. 비이온성 계면활성제는, 예를 들어, 수크로오스 지방산 에스테르, 예컨대 수크로오스 모노스테아레이트 및 수크로오스 디라우레이트, 소르비탄 에스테르 예컨대 소르비탄 모노스테아레이트, 소르비탄 에스테르에 기반하는 폴리옥시알킬렌 화합물, 예컨대 폴리옥시에틸렌소르비탄 모노스테아레이트이다.

분산 보조제는 전형적으로 소수성 용매에 용해 또는 분산된다. 분산 보조제는 단량체 용액에 기초하여 0.01 중량% 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.2 중량% 내지 5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.5 중량% 내지 2 중량% 의 양으로 사용된다. 단량체 용액 액적의 직경은 분산 보조제의 유형 및 양을 통해 조정될 수 있다.

유리하게는, 여러 교반식 반응기가 중합을 위해 직렬로 연결된다. 추가의 교반식 반응기에서의 후반응을 통해, 단량체 전환이 증가될 수 있고 역혼합이 감소될 수 있다. 이러한 맥락에서, 부가적으로 첫번째 교반식 반응기가 너무 크지 않을 때가 유리하다. 교반식 반응기의 크기가 증가함에 따라, 분산된 단량체 용액 액적의 크기 분포가 불가피하게 넓어진다. 상대적으로 작은 첫번째 반응기는 그러므로 입자 크기 분포가 특히 좁은 고흡수성 입자의 생산을 가능하게 해준다.

반응은 바람직하게는 감소된 압력 하에, 예를 들어 압력 800 mbar 에서 수행된다. 압력을 사용하여 반응 혼합물의 비등점을 요망되는 반응 온도로 설정할 수 있다.

중합이 적절한 환류 하에 수행되는 경우에, 불활성화는 생략될 수 있다. 이 경우에, 용해된 산소는 증발하는 용매와 함께 중합 반응기로부터 제거된다.

고흡수성 입자는 중합체 분산물에서 공비 탈수되고 중합체 분산물로부터 분리될 수 있고, 분리된 고흡수성 입자는 건조되어 부착하는 잔류 소수성 용매가 제거될 수 있다.

표면 후가교의 설명이 뒤따른다:

특성을 추가로 개선하기 위해서, 중합체 입자는 열적으로 표면 후가교될 수 있다. 적합한 표면 후가교제는 중합체 입자의 적어도 두 개의 카르복실레이트 기와 공유 결합을 형성할 수 있는 기를 포함하는 화합물이다. 적합한 화합물은, 예를 들어, 다관능성 아민, 다관능성 아미도 아민, 다관능성 에폭시드 (EP 0 083 022 A2, EP 0 543 303 A1 및 EP 0 937 736 A2 에 기재된 바와 같음), 이관능성 또는 다관능성 알코올 (DE 33 14 019 A1, DE 35 23 617 A1 및 EP 0 450 922 A2 에 기재된 바와 같음), β-히드록시알킬아미드 (DE 102 04 938 A1 및 US 6,239,230 에 기재된 바와 같음), 또는 옥사졸린 (EP 0 999 238 A2 에 기재된 바와 같음) 이다.

적합한 표면 후가교제로서 부가적으로 기재되는 것은 시클릭 카르보네이트 (DE 40 20 780 C1), 2-옥사졸리디논 및 그의 유도체, 예컨대 2-히드록시에틸-2-옥사졸리디논 (DE 198 07 502 A1), 비스- 및 폴리-2-옥사졸리디논 (DE 198 07 992 C1), 2-옥소테트라히드로-1,3-옥사진 및 그의 유도체 (DE 198 54 573 A1), N-아실-2-옥사졸리디논 (DE 198 54 574 A1), 시클릭 우레아 (DE 102 04 937 A1), 바이시클릭 아미도 아세탈 (DE 103 34 584 A1), 옥세탄 및 시클릭 우레아 (EP 1 199 327 A2), 옥세탄 (EP 2 204 388 A1), 및 모르폴린-2,3-디온 및 그의 유도체 (WO 03/031482 A1) 이다.

바람직한 표면 후가교제는 에틸렌 카르보네이트, 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 폴리아미드와 에피클로로히드린의 반응 산물 및 프로필렌 글리콜과 부탄-1,4-디올의 혼합물이다.

매우 특히 바람직한 표면 후가교제는 2-히드록시에틸-2-옥사졸리디논, 2-옥사졸리디논 및 프로판-1,3-디올이다.

또한, DE 37 13 601 A1 에 기재된 바와 같은, 부가적 중합성 에틸렌계 불포화 기를 포함하는 표면 후가교제를 사용하는 것이 또한 가능하다.

표면 후가교제의 양은, 각각의 경우에 중합체 입자에 기초하여, 바람직하게는 0.001 중량% 내지 3 중량%, 더욱 바람직하게는 0.02 중량% 내지 1 중량%, 가장 바람직하게는 0.05 중량% 내지 0.2 중량% 이다.

표면 후가교는 전형적으로 표면 후가교제의 용액이 건조된 중합체 입자 상에 분무되는 방식으로 수행된다. 분무 적용 후에, 표면 후가교제로 코팅된 중합체 입자는 표면 후가교 및 건조되고, 표면 후가교 반응은 건조 전에 및 동안에 둘 모두 일어날 수 있다.

표면 후가교제의 용액의 분무 적용은 바람직하게는 이동식 혼합 도구를 갖는 혼합기, 예컨대 스크류 혼합기, 디스크 혼합기 및 패들 혼합기에서 수행된다. 특히 바람직한 것은 수평 혼합기 예컨대 패들 혼합기, 매우 특히 바람직한 것은 수직 혼합기이다. 수평 혼합기와 수직 혼합기는 혼합 축의 위치에 의해 구별되며, 즉 수평 혼합기는 수평으로 장착된 혼합 축을 가지며 수직 혼합기는 수직으로 장착된 혼합 축을 갖는다. 적합한 혼합기는, 예를 들어, 수평 Pflugschar^® 플라우셰어 혼합기 (Gebr. Loedige Maschinenbau GmbH; Paderborn; Germany), Vrieco-Nauta 연속 혼합기 (Hosokawa Micron BV; Doetinchem; the Netherlands), Processall Mixmill 혼합기 (Processall Incorporated; Cincinnati; USA) 및 Schugi Flexomix^® (Hosokawa Micron BV; Doetinchem; the Netherlands) 이다. 그러나, 표면 후가교제 용액을 유동층에 분무하는 것이 또한 가능하다.

표면 후가교제는 전형적으로 수성 용액의 형태로 사용된다. 표면 후가교제의 중합체 입자 내로의 침투 깊이는 비수성 용매의 함량 및 용매의 총량을 통해 조정될 수 있다.

용매로서 오직 물이 사용되는 경우에, 계면활성제가 유리하게는 첨가된다. 이는 습윤 특성을 개선하고 덩어리를 형성하는 경향을 감소시킨다. 그러나, 바람직한 것은 용매 혼합물, 예를 들어 이소프로판올/물, 프로판-1,3-디올/물, 프로필렌 글리콜/물, 2-메틸프로판-1,3-디올/물, 에틸렌 글리콜/물, 디에틸렌 글리콜/물, 트리에틸렌 글리콜/물, 테트라에틸렌 글리콜/물, 또는 폴리에틸렌 글리콜/물을 사요하는 것이며, 여기에서 질량 혼합비는 바람직하게는 20:80 내지 40:60 이다.

표면 후가교는 바람직하게는 컨택트 (contact) 건조기, 더욱 바람직하게는 패들 건조기, 가장 바람직하게는 디스크 건조기에서 수행된다. 적합한 건조기는, 예를 들어, Hosokawa Bepex^® 수평 패들 건조기 (Hosokawa Micron GmbH; Leingarten; Germany), Hosokawa Bepex^® 디스크 건조기 (Hosokawa Micron GmbH; Leingarten; Germany), Holo-Flite^® 건조기 (Metso Minerals Industries Inc.; Danville; USA) 및 Nara 패들 건조기 (NARA Machinery Europe; Frechen; Germany) 이다. 더욱이, 유동층 건조기가 또한 사용될 수 있다.

표면 후가교는 재킷을 가열하거나 따뜻한 공기로 취입함으로써 혼합기 자체 내에서 수행될 수 있다. 하류 (downstream) 건조기, 예를 들어 트레이 건조기, 회전식 튜브 오븐 또는 가열가능한 스크류가 마찬가지로 적합하다. 유동층 건조기에서 혼합 및 열 표면 후가교를 수행하는 것이 특히 유리하다.

바람직한 반응 온도는 100 내지 250℃, 바람직하게는 120 내지 220℃, 더욱 바람직하게는 130 내지 210℃, 가장 바람직하게는 150 내지 200℃ 범위이다. 이 온도에서의 바람직한 체류 시간은 바람직하게는 적어도 10 분, 더욱 바람직하게는 적어도 20 분, 가장 바람직하게는 적어도 30 분, 전형적으로 최대 60 분이다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서, 중합체 입자는 표면 후가교 후에 냉각된다. 냉각은 바람직하게는 컨택트 냉각기, 더욱 바람직하게는 패들 냉각기, 가장 바람직하게는 디스크 냉각기에서 수행된다. 적합한 냉각기는, 예를 들어, Hosokawa Bepex^® 수평 패들 냉각기 (Hosokawa Micron GmbH; Leingarten; Germany), Hosokawa Bepex^® 디스크 냉각기 (Hosokawa Micron GmbH; Leingarten; Germany), Holo-Flite^® 냉각기 (Metso Minerals Industries Inc.; Danville; USA) 및 Nara 패들 냉각기 (NARA Machinery Europe; Frechen; Germany) 이다. 더욱이, 유동층 냉각기가 또한 사용될 수 있다.

냉각기에서, 중합체 입자는 바람직하게는 40 내지 90℃, 더욱 바람직하게는 45 내지 80℃, 가장 바람직하게는 50 내지 70℃ 로 냉각된다.

특성을 추가로 개선하기 위해, 중합체 입자는 코팅되거나 또는 재수분공급될 수 있다.

재수분공급은 바람직하게는 40 내지 120℃ 에서, 더욱 바람직하게는 50 내지 110℃ 에서, 가장 바람직하게는 60 내지 100℃ 에서 수행된다. 과도하게 낮은 온도에서 중합체 입자는 덩어리를 형성하는 경향이 있고, 더 높은 온도에서 물은 이미 눈에 띄는 정도로 증발한다. 재수분공급에 사용되는 물의 양은 바람직하게는 1 중량% 내지 15 중량%, 더욱 바람직하게는 2 중량% 내지 10 중량%, 가장 바람직하게는 3 중량% 내지 8 중량% 이다. 재수분공급은 중합체 입자의 역학적 안정성을 증가시키고, 중합체 입자가 정전기 충전하는 경향을 감소시킨다.

팽창 속도 및 겔 층 투과성 (GBP) 을 개선시키기에 적합한 적합한 코팅은, 예를 들어, 무기 불활성 물질, 예컨대 수불용성 금속 염, 유기 중합체, 양이온성 중합체 및 이가 또는 다가 금속 양이온이다. 분진 결합 (dust binding) 에 적합한 코팅은, 예를 들어, 폴리올이다. 중합체 입자의 바람직하지 않은 점결하는 경향에 대응하기에 적합한 코팅은, 예를 들어, 흄드 실리카, 예컨대 Aerosil^® 200, 및 계면활성제, 예컨대 Span^® 20 이다. 분진 결합, 점결하는 경향의 감소 및 역학적 안정성의 증가에 적합한 코팅은 EP 0 703 265 B1 에 기재된 바와 같은 중합체 분산물, 및 US 5 840 321 에 기재된 바와 같은 왁스이다.

방법:

이후 기재되는 "WSP" 로 표시되는 표준 시험 방법은: Worldwide Strategic Partners EDANA (Avenue Eugene Plasky, 157, 1030 Brussels, Belgium, www.edana.org) 및 INDA (1100 Crescent Green, Suite 115, Cary, North Carolina 27518, USA, www.inda.org) 에 의해 공동으로 출판된 "Standard Test Methods for the Nonwovens Industry", 2005 년판에 기재되어 있다. 이 출판물은 EDANA 및 INDA 둘 모두로부터 입수가능하다.

측정은, 다르게 언급되지 않으면, 주위 온도 23±2℃ 및 상대 공기 습도 50±10% 에서 수행되어야 한다. 고흡수성 입자는 측정 전에 철저히 혼합된다.

잔류 단량체

잔류 단량체 함량은 EDANA 권고되는 시험 방법 No. WSP 210.2 (05) "Residual Monomers" 에 의해 확인된다.

수분 함량

수분 함량은 EDANA 권고되는 시험 방법 No. WSP 230.2 (05) "Mass Loss Upon Heating" 에 의해 확인된다.

원심분리기 보유 용량

원심분리기 보유 용량 (CRC) 은 EDANA 권고되는 시험 방법 No. WSP 241.2 (05) "Fluid Retention Capacity in Saline, After Centrifugation" 에 의해 확인된다.

21.0 g/㎠ 의 압력 하의 흡수율 (로드 하의 흡수율)

21.0 g/㎠ (AUL) 의 압력 하의 흡수율은 EDANA 권고되는 시험 방법 No. WSP 242.2 (05) "Absorption Under Pressure, Gravimetric Determination" 에 의해 확인된다.

49.2 g/㎠ 의 압력 하의 흡수율 (높은 로드 하의 흡수율)

49.2 g/㎠ 의 압력 하의 흡수율 (AUHL) 은 압력 21.0 g/㎠ (0.3 psi) 대신에 압력 49.2 g/㎠ (0.7 psi) 이 확립되는 것을 제외하고는, EDANA 권고되는 시험 방법 No. WSP 242.2 (05) "Absorption Under Pressure, Gravimetric Determination" 과 유사하게 확인된다.

추출물

물-흡수성 중합체 입자의 추출물의 함량은 EDANA 권고되는 시험 방법 No. WSP 270.2 (05) "Extractable" 에 의해 확인된다.

벌크 밀도

벌크 밀도 (ASG) 는 EDANA 권고되는 시험 방법 No. WSP 260.2 (05) "Density, Gravimetric Determination" 에 의해 확인된다.

생리식염수 흐름 유도성

압력 0.3 psi (2070 Pa) 하의 팽창된 겔 층의 생리식염수 흐름 유도성 (saline flow conductivity) (SFC) 은, EP 0 640 330 A1 에 기재된 바와 같이, 물-흡수성 중합체 입자의 팽창된 겔 층의 겔 층 투과성으로서 확인되며, 언급된 특허 출원에서 페이지 19 및 도 8 에 기재된 장비는 변경되어서 유리 프릿 (40) 은 더이상 사용되지 않고, 플런저 (plunger) (39) 는 실린더 (37) 와 동일한 중합체 물질로 이루어지고 이제 전체 접촉 영역에 걸쳐 균일하게 분포된 대등한 크기의 21 개의 보어 (bore) 를 포함한다. 측정의 절차 및 평가는 EP 0 640 330 A1 과 다르지 않다. 흐름은 자동으로 검출된다.

생리식염수 흐름 유도성 (SFC) 은 다음과 같이 계산된다:

SFC [㎤s/g] = (Fg(t=0) x L₀)/(d x A x WP)

식에서, Fg(t = 0) 은 NaCl 용액의 흐름 (단위: g/s) 이고, 이는 t = 0 로의 외삽에 의해 흐름 측정의 Fg(t) 데이타의 선형 회귀 분석을 사용하여 얻어지며, L₀ 은 겔 층의 두께 (단위: ㎝) 이고, d 는 NaCl 용액의 밀도 (단위: g/㎤) 이고, A 는 겔 층의 면적 (단위: ㎠) 이고, WP 는 겔 층에 걸친 유체정역학적 압력 (단위: dyn/㎠) 이다.

볼텍스 (vortex) 시험

50.0 ㎖ ± 1.0 ㎖ 의 0.9 중량% 수성 소듐 클로라이드 용액을 크기 30 ㎜ x 6 ㎜ 의 자기 교반기 바를 포함하는 100 ㎖ 비커 내에 도입한다. 자기 교반기를 사용하여 소듐 클로라이드 용액을 600 rpm 에서 교반한다. 그 후 2000 g ± 0.010 g 의 물-흡수성 중합체 입자를 가능한 한 신속히 첨가하고, 물-흡수성 중합체 입자에 의한 소듐 클로라이드 용액의 흡수의 결과로서 교반기 볼텍스가 사라지기까지의 소요 시간을 측정한다. 이 시간을 측정할 때, 비커의 전체 내용물은 여전히 균일한 겔 덩어리로서 회전할 수 있으나, 겔화된 소듐 클로라이드 용액의 표면은 어떠한 개별 난류도 더이상 보이지 않아야 한다. 소요 시간은 볼텍스로서 보고된다.

평균 구형도 (ASPHT)

평균 구형도 (ASPHT) 를 PartAn^® 3001 L 입자 분석기 (Microtrac Europe GmbH; Germany) 로 확인한다.

분석될 샘플을 깔때기 내로 도입한다. 컴퓨터-제어되는 측정 시스템은 계량 장치를 작동시키기 시작하고, 연속적인, 농도-조절되는 입자 흐름을 보장한다. 입자는 측정 축을 통해 개별적으로 하강하고, 광원과 고해상도 카메라 사이에 고대비 섀도우 이미지 (shadow image) 를 생성한다. 광원은 카메라에 의해 작동되고, 매우 짧은 노출 시간 때문에, 각각의 개별 입자의 다중 평가를 위한 무결한 이미지 정보를 실시간으로 생성한다.

3D 프로세스에서, 각각의 입자는 반복적으로 분석되고, 프로세스는 그에 따라 길이, 너비, 두께, 면적 및 둘레에 대한 절대적 결과를 제공한다. 입자에 의해 커버되는 픽셀의 수를 사용하여 크기 및 형상을 산출한다.

평균 입자 크기

평균 입자 크기는 EDANA 권고되는 시험 방법 No. WSP 220.2 (05) "Particle Size Distribution" 을 이용하여, 스크린 분획의 질량에 의한 비율을 누적 형태로 도표화하고, 평균 입자 크기를 그래프로부터 확인함으로써 확인된다. 여기에서 평균 입자 크기는 누적 50 중량% 를 생기게 하는 메시 크기의 값이다.

분진 측정

분진 측정을 분진측정기 (Heubach GmbH, Langelsheim, Germany) 로 수행한다. 도 1 은 광섬유가 있는 welas^® 2070 에어로졸 센서 (2) 및 Promo^® 3000 H 산란광 에어로졸 분광계 시스템 (3) (Pelas GmbH, Karlsruhe, Germany) 과 조합된 분진측정기 (1) 의 도식적 설정을 보여준다. 수송 기체로서 건조 공기 (< 10% 상대 습도) 의 공급을 제어 밸브 (4) 를 통해 0.1 mbar 및 유속 1.00 ㎥ (STP)/h 로 조정하고, 공기 석션 스터브 (stub) (5) 를 통해 분진측정기 내로 도입한다. 측정을 위해, 25 ± 1 g 의 고흡수체를 변형된 용기 (6) 내로 도입했다. 용기 (6) 는 길이 60 ㎜ 및 직경 140 ㎜ 의 드럼 (drum) (6a), 가드 스크린 (guard screen) (6b), 배플 플레이트 (baffle plate) (6c), 길이 60 ㎜ 및 높이 22 ㎜ 의 3 개의 리프팅 플라이트 (lifting flight) (6d), 리드 (lid) (6e) 및 클램프 장치 (clamp device) (6f) 로 이루어진다. 측정 동안 용기 (6) 의 속도는 45 rpm 이었다.

분진 입자의 수를 Promo^® 3000 H 산란광 에어로졸 분광계 시스템을 이용하여 10 min 의 시간에 걸쳐 세고, 분 당 1 g 의 고흡수체로 정규화시켰다. 분진 입자를 3 가지 클래스로 분류했다:

클래스 a) < 1 ㎛

클래스 b) 1 - 10 ㎛

클래스 c) > 10 ㎛

실시예

실시예 1

고흡수체를 WO 2016/134905 A1 의 실시예 1 과 유사하게 생산했다. 사용된 단량체 용액은 부가적으로 1.07 중량% 의 1-히드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산의 디소듐 염으로 구성되었다.

반응 구역 (5) 의 기체 유입구 온도는 167℃ 이고, 반응 구역 (5) 의 기체 유출구 온도는 107℃ 이고, 내부 유동층 (27) 의 기체 유입구 온도는 100℃ 이고, 내부 유동층 (27) 에서의 생성물 온도는 78℃ 이고, 응축 칼럼 (12) 의 기체 유출구 온도는 57℃ 이고, 기체 건조 유닛 (37) 의 기체 유출구 온도는 47℃ 였다.

생산된 고흡수체 (베이스 중합체) 는 벌크 밀도 (ASG) 가 0.73 g/㎖ 이고, 원심분리기 보유 용량 (CRC) 이 49.4 g/g 이고, 21.0 g/㎠ 의 압력 하의 흡수율 (AUL) 이 10.5 g/g 이고, 잔류 단량체 함량이 5200 ppm 이고, 추출물 함량이 4.5 중량% 이고, 수분 함량이 8.0 중량% 였다.

고흡수체는 하기 입자 크기 분포를 가졌다:

>1000 ㎛ 0.3 중량%

850 - 1000 ㎛ 1.1 중량%

600 - 850 ㎛ 3.7 중량%

500 - 600 ㎛ 9.9 중량%

400 - 500 ㎛ 32.8 중량%

300 - 400 ㎛ 40.4 중량%

250 - 300 ㎛ 6.4 중량%

200 - 250 ㎛ 4.1 중량%

106 - 200 ㎛ 1.2 중량%

< 106 ㎛ 0.1 중량%

고흡수체는 중앙 입자 크기 (d50) 가 377 ㎛ 이고, 평균 구형도 (ASPHT) 가 0.81 였다.

베이스 중합체를 후속적으로 WO 2015/110321 A1 의 실시예 11 내지 15 와 유사하게 표면 후가교했다. 각각의 경우에 베이스 중합체에 기초하여, 2.0 중량% 의 에틸렌 카르보네이트, 5.0 중량% 의 물 및 0.3 중량% 의 알루미늄 설페이트를 사용했다. 생성물 온도는 160℃ 이고, 위어 (weir) 의 높이는 75% 였다.

냉각기 내에, 표면 후가교 후에, 첫번째 2.35 중량% 의 소르비탄 모노라우레이트의 0.2 중량% 수성 용액 및 그 후 2.35 중량% 의 Poligen^® CE 18 (BASF SE; Ludwigshafen; Germany) 의 희박 수성 중합체 분산물을 첨가했다. Poligen^® CE 18 은 포타슘 하이드록사이드로 안정화된, 20 중량% 의 아크릴산 및 80 중량% 의 에틸렌으로 구성되는 에틸렌-아크릴산 공중합체의 21 중량% 수성 왁스 분산물이다. 왁스는 유리 전이 온도가 80℃ 이다. 중합체 상의 고흡수성 입자에 기초하여 500 ppm 의 왁스가 고체 형태로 첨가되도록 희박 수성 중합체 분산물을 계산했다.

첨가시에 고흡수성 입자의 온도는 75℃ 였다.

생산된 표면 후가교된 고흡수체는 벌크 밀도 (ASG) 가 0.794 g/㎖ 이고, 원심분리기 보유 용량 (CRC) 이 40.1 g/g 이고, 21.0 g/㎠ 의 압력 하의 흡수율 (AUL) 이 32.9 g/g 이고, 49.2 g/㎠ 의 압력 하의 흡수율 (AUHL) 이 23.3 g/g 이고, 생리식염수 흐름 유도성 (SFC) 이 5 x 10^-7 ㎤s/g 이고, 볼텍스가 68 s 이고, 수분 함량이 3.2 중량% 이고, 잔류 단량체 함량이 399 ppm 이고, 추출물 함량이 3.2 중량% 였다.

표면 후가교된 고흡수체는 하기 입자 크기 분포를 가졌다:

>850 ㎛ 0.0 중량%

710 - 850 ㎛ 0.4 중량%

600 - 710 ㎛ 2.2 중량%

500 - 600 ㎛ 9.0 중량%

400 - 500 ㎛ 36.4 중량%

300 - 400 ㎛ 39.2 중량%

250 - 300 ㎛ 7.0 중량%

200 - 250 ㎛ 4.0 중량%

150 - 200 ㎛ 1.5 중량%

< 150 ㎛ 0.2 중량%

고흡수체는 중앙 입자 크기 (d50) 가 379 ㎛ 이고, 평균 구형도 (ASPHT) 가 0.80 였다.

후속적으로, 고흡수성 입자를 공압 운반했다.

사용된 운반 도관은 길이 164 m 및 내경 100 ㎜ 의 알루미늄의 매끄러운 파이프라인이었다. 운반 도관은 두 개의 수평 및 두 개의 수직 섹션으로 이루어졌으며, 섹션들은 벤드 (bends) 에 의해 연결되었다. 총 수직 높이 증가는 13 m 였다. 운반 도관은 Intraflow 유형 (Zeppelin Systems GmbH; Friedrichshafen; Germany) 의 내부 바이패스를 가졌다. 생성물을 CFH250 스타 피더 (star feeder) (Zeppelin Systems GmbH; Friedrichshafen; Germany) 를 이용하여 운반 도관 내로 운반했다.

운반 아웃풋 (output) 은 7.5 t/h 의 고흡수성 입자이고, 스타 피더의 속도는 13.5 rpm 이고, 운반 공기 속도는 560 ㎥ (STP)/h 이고, 기체 속도는 운반 도관의 시작 부분에서 11 m/s 이고, 운반 도관의 끝나는 부분에서 11.1 m/s 였다. 운반 도관 내의 압력은, 주위 압력에 기초하여, +660 내지 0 mbar 였다. 안정적인 운반 동안, 압력 변동은 ± 50 mbar 이고, 운반시 평균 압력은 560 mbar 였다. 운반 물질 로드는 11 ㎏/㎏ 이고, 운반의 시작시에 프루드 수는 11 이었다.

운반 후에, 고흡수체는 원심분리기 보유 용량 (CRC) 이 39.5 g/g 이고, 21.0 g/㎠ 의 압력 하의 흡수율 (AUL) 이 31.1 g/g 이고, 49.2 g/㎠ 의 압력 하의 흡수율 (AUHL) 이 23.1 g/g 이고, 생리식염수 흐름 유도성 (SFC) 이 4 x 10^-7 ㎤s/g 였다.

운반 도관 내의 시작 압력은 시간의 함수로서 도 2

에서 보여진다.

공압 운반 전에 및 후에 실시예 1 의 분진 입자의 수가 표 1 에 정리되어 있다.

실시예 2 (비교예)

절차는 실시예 1 에서와 같았다. 첨가되는 Poligen^® CE 18 의 양을, 고흡수성 입자에 기초하여, 125 ppm 으로 낮추었다.

생산된 표면 후가교된 고흡수체는 벌크 밀도 (ASG) 가 0.761 g/㎖ 이고, 원심분리기 보유 용량 (CRC) 이 39.3 g/g 이고, 21.0 g/㎠ 의 압력 하의 흡수율 (AUL) 이 32.7 g/g 이고, 49.2 g/㎠ 의 압력 하의 흡수율 (AUHL) 이 23.1 g/g 이고, 생리식염수 흐름 유도성 (SFC) 이 5 x 10^-7 ㎤s/g 이고, 볼텍스가 65 s 이고, 수분 함량이 3.1 중량% 이고, 잔류 단량체 함량이 428 ppm 이고, 추출물 함량이 3.0 중량% 였다.

표면 후가교된 고흡수체는 하기 입자 크기 분포를 가졌다:

>850 ㎛ 0.0 중량%

710 - 850 ㎛ 0.4 중량%

600 - 710 ㎛ 2.9 중량%

500 - 600 ㎛ 8.6 중량%

400 - 500 ㎛ 36.4 중량%

300 - 400 ㎛ 39.5 중량%

250 - 300 ㎛ 6.8 중량%

200 - 250 ㎛ 3.8 중량%

150 - 200 ㎛ 1.1 중량%

< 150 ㎛ 0.3 중량%

고흡수체는 중앙 입자 크기 (d50) 가 380 ㎛ 이고, 평균 구형도 (ASPHT) 가 0.80 였다.

운반 아웃풋은 7.6 t/h 의 고흡수성 입자이고, 스타 피더의 속도는 13.5 rpm 이고, 운반 공기 속도는 560 ㎥ (STP)/h 이고, 기체 속도는 이제 운반 도관의 시작 부분에서 7.7 m/s 이고, 운반 도관의 끝나는 부분에서 16.4 m/s 였다. 운반 도관 내의 압력은, 주위 압력에 기초하여, +1600 내지 0 mbar 였다. 운반 물질 로드는 12 ㎏/㎏ 이고, 운반의 시작시에 프루드 수는 7.7 이었다.

운반 공기 속도 560 ㎥ (STP)/h 의 공압 운반의 균일한 작업은 가능하지 않았다. 불안정적인 운반 동안, 압력 변동은 ± 450 mbar 이고, 운반시 평균 압력은 1120 mbar 였다.

운반 후에, 고흡수체는 원심분리기 보유 용량 (CRC) 이 39.3 g/g 이고, 21.0 g/㎠ 의 압력 하의 흡수율 (AUL) 이 30.7 g/g 이고, 49.2 g/㎠ 의 압력 하의 흡수율 (AUHL) 이 21.6 g/g 이고, 생리식염수 흐름 유도성 (SFC) 이 3 x 10^-7 ㎤s/g 였다.

운반 도관 내의 시작 압력은 시간의 함수로서 도 3 에서 보여진다.

공압 운반 전에 및 후에 실시예 2 의 분진 입자의 수가 표 1 에 정리되어 있다.

실시예 3 (비교예)

절차는 실시예 1 에서와 같았다. Poligen^® CE 18 은 첨가하지 않았다.

생산된 표면 후가교된 고흡수체는 벌크 밀도 (ASG) 가 0.78 g/㎖ 이고, 원심분리기 보유 용량 (CRC) 이 39.6 g/g 이고, 21.0 g/㎠ 의 압력 하의 흡수율 (AUL) 이 33.2 g/g 이고, 49.2 g/㎠ 의 압력 하의 흡수율 (AUHL) 이 24.8 g/g 이고, 생리식염수 흐름 유도성 (SFC) 이 5 x 10^-7 ㎤s/g 이고, 볼텍스가 66 s 이고, 수분 함량이 3.5 중량% 이고, 잔류 단량체 함량이 386 ppm 이고, 추출물 함량이 3.0 중량% 였다.

표면 후가교된 고흡수체는 하기 입자 크기 분포를 가졌다:

>850 ㎛ 0.0 중량%

710 - 850 ㎛ 0.4 중량%

600 - 710 ㎛ 2.3 중량%

500 - 600 ㎛ 10.0 중량%

400 - 500 ㎛ 36.3 중량%

300 - 400 ㎛ 39.4 중량%

250 - 300 ㎛ 6.0 중량%

200 - 250 ㎛ 4.1 중량%

150 - 200 ㎛ 1.3 중량%

< 150 ㎛ 0.2 중량%

고흡수체는 중앙 입자 크기 (d50) 가 383 ㎛ 이고, 평균 구형도 (ASPHT) 가 0.79 였다.

운반 아웃풋은 7.2 t/h 의 고흡수성 입자이고, 스타 피더의 속도는 13.5 rpm 이고, 운반 공기 속도는 560 ㎥ (STP)/h 이고, 기체 속도는 이제 운반 도관의 시작 부분에서 7.5 m/s 이고, 운반 도관의 끝나는 부분에서 16.4 m/s 였다. 운반 도관 내의 압력은, 주위 압력에 기초하여, 2400 내지 0 mbar 였다. 운반 동안, 압력 변동은 ± 1000 mbar 였다. 운반 물질 로드는 11.3 ㎏/㎏ 이고, 운반의 시작시에 프루드 수는 7.5 였다. 운반 동안 압력 피크는 도관 내에서 큰 쿵쾅거리는 형태로 분명하게 잘 들렸다.

운반 공기 속도 560 ㎥ (STP)/h 의 공압 운반의 균일한 작업은 가능하지 않았다. 매우 불안정적인 운반 동안, 압력 변동은 ± 900 mbar 이고, 운반시 평균 압력은 1160 mbar 였다.

운반 후에, 고흡수체는 원심분리기 보유 용량 (CRC) 이 38.6 g/g 이고, 21.0 g/㎠ 의 압력 하의 흡수율 (AUL) 이 32.0 g/g 이고, 49.2 g/㎠ 의 압력 하의 흡수율 (AUHL) 이 20.6 g/g 이고, 생리식염수 흐름 유도성 (SFC) 이 2 x 10^-7 ㎤s/g 였다.

운반 도관 내의 시작 압력은 시간의 함수로서에서 도 4 보여진다.

공압 운반 전에 및 후에 실시예 3 의 분진 입자의 수가 표 1 에 정리되어 있다.

실시예 4

실시예 1 로부터의 베이스 중합체를 후속적으로 WO 2015/110321 A1 의 실시예 11 내지 15 와 유사하게 표면 후가교했다. 각각의 경우에 베이스 중합체에 기초하여, 2.0 중량% 의 에틸렌 카르보네이트, 5.0 중량% 의 물 및 0.05 중량% 의 알루미늄 설페이트를 사용했다. 생성물 온도는 159℃ 이고, 위어의 높이는 75% 였다.

냉각기 내에, 표면 후가교 후에, 첫번째 4.35 중량% 의 알루미늄 락테이트의 0.23 중량% 수성 용액 및 그 후 1.66 중량% 의 Poligen^® CE 18 (BASF SE; Ludwigshafen; Germany) 의 희박 수성 중합체 분산물 및 소르비탄 모노라우레이트를 첨가했다. 고흡수성 입자에 기초하여, 고체 형태의 500 ppm 의 왁스 및 25 ppm 의 소르비탄 모노라우레이트가 첨가되도록 희박 수성 중합체 분산물을 계산했다.

생산된 표면 후가교된 고흡수체는 벌크 밀도 (ASG) 가 0.75 g/㎖ 이고, 원심분리기 보유 용량 (CRC) 이 38.1 g/g 이고, 21.0 g/㎠ 의 압력 하의 흡수율 (AUL) 이 34.4 g/g 이고, 49.2 g/㎠ 의 압력 하의 흡수율 (AUHL) 이 25.9 g/g 이고, 생리식염수 흐름 유도성 (SFC) 이 5 x 10^-7 ㎤s/g 이고, 볼텍스가 69 s 이고, 수분 함량이 4.5 중량% 이고, 잔류 단량체 함량이 263 ppm 이고, 추출물 함량이 2.6 중량% 였다.

표면 후가교된 고흡수체는 하기 입자 크기 분포를 가졌다:

>850 ㎛ 0.0 중량%

710 - 850 ㎛ 0.1 중량%

600 - 710 ㎛ 2.5 중량%

500 - 600 ㎛ 12.5 중량%

400 - 500 ㎛ 38.2 중량%

300 - 400 ㎛ 37.4 중량%

250 - 300 ㎛ 5.0 중량%

200 - 250 ㎛ 3.0 중량%

150 - 200 ㎛ 0.6 중량%

< 150 ㎛ 0.2 중량%

고흡수체는 중앙 입자 크기 (d50) 가 396 ㎛ 이고, 평균 구형도 (ASPHT) 가 0.80 였다.

그에 따라 수득된 고흡수성 입자를 상이한 조건 (실시예 4a 내지 4d) 하에 공압 운반했다.

실시예 4 a

첫번째 운반 작업에서 운반 아웃풋은 7.2 t/h 의 고흡수성 입자이고, 스타 피더의 속도는 13.5 rpm 이고, 운반 공기 속도는 550 ㎥ (STP)/h 이고, 기체 속도는 이제 운반 도관의 시작 부분에서 10.7 m/s 이고, 운반 도관의 끝나는 부분에서 17.3 m/s 였다. 운반 도관 내의 압력은, 주위 압력에 기초하여, 740 내지 0 mbar 였다. 운반 물질 로드는 10.9 ㎏/㎏ 이고, 운반의 시작시에 프루드 수는 11 이었다. 안정적인 운반 동안, 압력 변동은 ± 50 mbar 이고, 운반시 평균 압력은 580 mbar 였다.

운반 후에, 고흡수체는 원심분리기 보유 용량 (CRC) 이 38.7 g/g 이고, 21.0 g/㎠ 의 압력 하의 흡수율 (AUL) 이 34.2 g/g 이고, 49.2 g/㎠ 의 압력 하의 흡수율 (AUHL) 이 26.2 g/g 이고, 생리식염수 흐름 유도성 (SFC) 이 5 x 10^-7 ㎤s/g 이었다.

공압 운반 전에 및 후에 실시예 4a 의 분진 입자의 수가 표 1 에 정리되어 있다.

실시예 4 b

후속적 두번째 운반 작업에서 운반 아웃풋은 11.2 t/h 의 고흡수성 입자이고, 스타 피더의 속도는 20 rpm 이고, 운반 공기 속도는 660 ㎥ (STP)/h 이고, 기체 속도는 이제 운반 도관의 시작 부분에서 11.0 m/s 이고, 운반 도관의 끝나는 부분에서 20.4 m/s 였다. 운반 도관 내의 압력은, 주위 압력에 기초하여, 910 내지 0 mbar 였다. 운반 동안, 압력 변동은 ± 50 mbar 였다. 운반 물질 로드는 14.2 ㎏/㎏ 이고, 운반의 시작시에 프루드 수는 11 이었다. 안정적인 운반 동안, 압력 변동은 ± 50 mbar 이고, 운반시 평균 압력은 825 mbar 였다.

운반 후에, 고흡수체는 원심분리기 보유 용량 (CRC) 이 38.6 g/g 이고, 21.0 g/㎠ 의 압력 하의 흡수율 (AUL) 이 33.6 g/g 이고, 49.2 g/㎠ 의 압력 하의 흡수율 (AUHL) 이 25.3 g/g 이고, 생리식염수 흐름 유도성 (SFC) 이 4 x 10^-7 ㎤s/g 였다.

실시예 4 c

후속적 세번째 운반 작업에서 운반 아웃풋은 16.4 t/h 의 고흡수성 입자이고, 스타 피더의 속도는 30 rpm 이고, 운반 공기 속도는 560 ㎥ (STP)/h 이고, 기체 속도는 이제 운반 도관의 시작 부분에서 10.6 m/s 이고, 운반 도관의 끝나는 부분에서 23.1 m/s 였다. 운반 도관 내의 압력은, 주위 압력에 기초하여, 1230 내지 0 mbar 였다. 운반 동안, 압력 변동은 ± 50 mbar 였다. 운반 물질 로드는 18.3 ㎏/㎏ 이고, 운반의 시작시에 프루드 수는 10 이었다. 안정적인 운반 동안, 압력 변동은 ± 50 mbar 이고, 운반시 평균 압력은 1160 mbar 였다.

운반 후에, 고흡수체는 원심분리기 보유 용량 (CRC) 이 38.6 g/g 이고, 21.0 g/㎠ 의 압력 하의 흡수율 (AUL) 이 33.0 g/g 이고, 49.2 g/㎠ 의 압력 하의 흡수율 (AUHL) 이 24.2 g/g 이고, 생리식염수 흐름 유도성 (SFC) 이 4 x 10^-7 ㎤s/g 였다.

실시예 4 d

후속적 네번째 운반 작업에서 운반 아웃풋은 20.8 t/h 의 고흡수성 입자이고, 스타 피더의 속도는 40 rpm 이고, 운반 공기 속도는 770 ㎥ (STP)/h 이고, 기체 속도는 이제 운반 도관의 시작 부분에서 9.1 m/s 이고, 운반 도관의 끝나는 부분에서 23.2 m/s 였다. 운반 도관 내의 압력은, 주위 압력에 기초하여, 1800 내지 0 mbar 였다. 운반 동안, 압력 변동은 ± 50 mbar 였다. 운반 물질 로드는 23.1 ㎏/㎏ 이고, 운반의 시작시에 프루드 수는 9 였다. 안정적인 운반 동안, 압력 변동은 ± 200 mbar 이고, 운반시 평균 압력은 1500 mbar 였다.

운반 후에, 고흡수체는 원심분리기 보유 용량 (CRC) 이 38.6 g/g 이고, 21.0 g/㎠ 의 압력 하의 흡수율 (AUL) 이 32.8 g/g 이고, 49.2 g/㎠ 의 압력 하의 흡수율 (AUHL) 이 23.9 g/g 이고, 생리식염수 흐름 유도성 (SFC) 이 3 x 10^-7 ㎤s/g 였다.

실시예 4a 내지 4d 에서의 운반 도관 내의 시작 압력은 시간의 함수로서 도 5 에서 보여진다.

표 1: 5 l/min 의 건조 공기 중 Heubach 분진측정기로부터 방출된 입자 P 의 정규화된 수, min 당 및 고흡수체의 g 당 정규화되고, 분류되고, 총계로서임

Claims

고흡수성 입자의 공압 운반 방법으로서, 고흡수성 입자는 공압 운반 전에 수성 왁스 분산물과 혼합되고, 왁스는 유리 전이 온도가 적어도 65℃ 이고, 미처리 고흡수성 입자에 기초하여, 0.020 중량% 내지 0.20 중량% 의 왁스가 사용되는, 고흡수성 입자의 공압 운반 방법.
제 1 항에 있어서, 왁스는 유리 전이 온도가 적어도 80℃ 인 고흡수성 입자의 공압 운반 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 고흡수성 입자에 기초하여, 0.035 중량% 내지 0.08 중량% 의 왁스가 사용되는 고흡수성 입자의 공압 운반 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 왁스는 70 내지 95 mol% 의 적어도 하나의 에틸렌계 불포화 탄화수소와 5 내지 30 mol% 의 적어도 하나의 에틸렌계 불포화 카르복시산의 공중합체인 고흡수성 입자의 공압 운반 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 고흡수성 입자는 평균 입자 크기가 250 내지 500 ㎛ 인 고흡수성 입자의 공압 운반 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 고흡수성 입자는 평균 구형도 (ASPHT) 가 0.72 초과인 고흡수성 입자의 공압 운반 방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 공압 운반 동안 고흡수성 입자의 온도는 적어도 40℃ 이고, 왁스의 유리 전이 온도보다 적어도 20℃ 더 낮은 고흡수성 입자의 공압 운반 방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 공압 운반에서 초기 기체 속도는 프루드 수 2 내지 40 에 상응하는 고흡수성 입자의 공압 운반 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 공압 운반에서 운반 물질 로드는 1 내지 30 ㎏/㎏ 이고, 운반 물질 로드는 운반 물질 질량 유속과 기체 질량 유속의 지수인 고흡수성 입자의 공압 운반 방법.
고흡수성 입자 및 왁스 입자를 포함하는 조성물로서, 왁스 입자는 고흡수성 입자의 표면에 있고, 왁스 입자는 물에 분산될 수 있고 유리 전이 온도가 적어도 65℃ 이고, 고흡수성 입자에 기초하여 왁스 입자의 비율은 0.02 중량% 내지 0.2 중량% 이고, 조성물은 4.83 kPa (AUL0.7psi) 의 압력 하의 흡수율이 적어도 10 g/g 인 조성물.
제 10 항에 있어서, 왁스는 유리 전이 온도가 적어도 80℃ 인 조성물.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 고흡수성 입자에 기초하여, 0.035 중량% 내지 0.08 중량% 의 왁스가 사용되는 조성물.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 왁스는 5 내지 30 mol% 의 적어도 하나의 에틸렌계 불포화 카르복시산과 70 내지 95 mol% 의 적어도 하나의 에틸렌계 불포화 탄화수소의 공중합체인 조성물.
제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 고흡수성 입자는 평균 입자 크기가 250 내지 500 ㎛ 인 조성물.
제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 고흡수성 입자는 평균 구형도 (ASPHT) 가 0.72 초과인 조성물.