KR20210093741A - Preparation method of super absorbent polymer composition - Google Patents

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KR20210093741A
KR20210093741A KR1020200175606A KR20200175606A KR20210093741A KR 20210093741 A KR20210093741 A KR 20210093741A KR 1020200175606 A KR1020200175606 A KR 1020200175606A KR 20200175606 A KR20200175606 A KR 20200175606A KR 20210093741 A KR20210093741 A KR 20210093741A
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superabsorbent polymer
polymer composition
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김기현
김기철
최진욱
김태윤
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주식회사 엘지화학
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Abstract

The present invention relates to a method for preparing a super absorbent polymer composition, and more specifically, to a method for preparing a super absorbent polymer composition, which adds an additive of a specific structure to a hydrogel polymer and pulverizes the additive for pulverization to a normal particle level without agglomeration between particles, can reduce manufacturing costs by performing drying and surface crosslinking processes at the same time, and can significantly reduce the amount of a fine powder generated during the process.

Description

고흡수성 수지 조성물의 제조 방법{PREPARATION METHOD OF SUPER ABSORBENT POLYMER COMPOSITION}Method for producing a superabsorbent polymer composition {PREPARATION METHOD OF SUPER ABSORBENT POLYMER COMPOSITION}

본 발명은 고흡수성 수지 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 건조와 표면 가교 공정을 동시에 진행하여 제조 비용이 현저히 절감된 고흡수성 수지 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for preparing a super absorbent polymer composition. More specifically, it relates to a method for manufacturing a superabsorbent polymer composition in which manufacturing costs are significantly reduced by simultaneously performing drying and surface crosslinking processes.

고흡수성 수지(Super Absorbent Polymer, SAP)란 자체 무게의 5백 내지 1천 배 정도의 수분을 흡수할 수 있는 기능을 가진 합성 고분자 물질로서, 개발업체마다 SAM(Super Absorbency Material), AGM(Absorbent Gel Material) 등 각기 다른 이름으로 명명하고 있다. 상기와 같은 고흡수성 수지는 생리용구로 실용화되기 시작해서, 현재는 원예용 토양보수제, 토목, 건축용 지수재, 육묘용 시트, 식품유통분야에서의 신선도 유지제 및 찜질용 등의 재료로 널리 사용되고 있다. Super Absorbent Polymer (SAP) is a synthetic polymer material that has the ability to absorb water 500 to 1,000 times its own weight, and each developer uses either SAM (Super Absorbency Material) or AGM (Absorbent Gel). Material), etc., are named differently. The superabsorbent polymer as described above began to be put to practical use as a sanitary tool, and is now widely used as a soil repair agent for horticulture, a water-retaining material for civil engineering and construction, a sheet for seedlings, a freshness maintenance agent in the food distribution field, and a poultice. .

이러한 고흡수성 수지는 주로 기저귀나 생리대 등 위생재 분야에서 널리 사용되고 있다. 상기 위생재 내에서, 상기 고흡수성 수지는 펄프 내에 퍼진 상태로 포함되는 것이 일반적이다. 그런데, 최근 들어서는, 보다 얇은 두께의 기저귀 등 위생재를 제공하기 위한 노력이 계속되고 있으며, 그 일환으로서 펄프의 함량이 감소되거나, 더 나아가 펄프가 전혀 사용되지 않는 소위 펄프리스(pulpless) 기저귀 등의 개발이 적극적으로 진행되고 있다.Such superabsorbent polymers are widely used in the field of sanitary materials such as diapers and sanitary napkins. In the sanitary material, the superabsorbent polymer is generally included in a state spread in the pulp. However, in recent years, efforts have been made to provide sanitary materials such as diapers with a thinner thickness, and as a part of that, the content of pulp is reduced, or moreover, so-called pulpless diapers such as diapers not used at all are used. Development is actively underway.

이와 같이, 펄프의 함량이 감소되거나, 펄프가 사용되지 않은 위생재의 경우, 상대적으로 고흡수성 수지가 높은 비율로 포함되어, 고흡수성 수지 입자들이 위생재 내에 불가피하게 다층으로 포함된다. 이렇게 다층으로 포함되는 전체적인 고흡수성 수지 입자들이 보다 효율적으로 많은 양의 소변 등의 액체를 흡수하기 위해서는, 상기 고흡수성 수지가 기본적으로 높은 흡수 성능뿐 아니라 빠른 흡수 속도를 나타낼 필요가 있다. As such, in the case of a sanitary material in which the content of pulp is reduced or in which pulp is not used, the superabsorbent polymer is included in a relatively high ratio, so that the superabsorbent polymer particles are inevitably included in multiple layers in the sanitary material. In order for the entire superabsorbent polymer particles included in the multi-layered structure to more efficiently absorb a large amount of liquid such as urine, the superabsorbent polymer needs to exhibit not only high absorption performance but also a fast absorption rate.

한편, 이러한 고흡수성 수지는 일반적으로, 단량체를 중합하여 다량의 수분을 함유한 함수겔 중합체를 제조하는 단계 및 이러한 함수겔 중합체 건조 후 원하는 입경을 갖는 수지 입자로 분쇄하는 단계를 거쳐 제조된다. 그러나, 상기와 같이 함수겔 중합체 건조 이후 분쇄하는 공정을 거치는 경우에 다량의 미분이 발생하여 최종 제조되는 고흡수성 수지의 물성을 저하시키는 문제가 있어 왔다.On the other hand, such a superabsorbent polymer is generally prepared by polymerizing a monomer to prepare a hydrogel polymer containing a large amount of moisture, and drying the hydrogel polymer and then pulverizing the hydrogel polymer into resin particles having a desired particle size. However, as described above, when the hydrogel polymer is dried and then pulverized, a large amount of fine powder is generated, thereby deteriorating the physical properties of the superabsorbent polymer finally manufactured.

또한, 이러한 미분의 재사용을 위하여, 미분을 물과 혼합하여 응집시켜 미분 재조립체를 제조한 후, 건조/분쇄/분급 등의 공정으로 제조된 미분 재조립체를 투입하는 것이 통상적이다. 그러나 이때 사용된 물로 인하여, 건조 공정 시 에너지 사용량이 증가하게 되고, 장치에 부하가 커지는 등의 문제가 발생하여, 고흡수성 수지의 제조의 생산성이 저하될 수 있다. In addition, in order to reuse the fine powder, it is common to mix the fine powder with water to agglomerate it to prepare a fine powder re-assembly, and then add the fine powder re-assembly prepared by a process such as drying/pulverization/classification. However, due to the water used at this time, energy consumption during the drying process may increase, and problems such as an increase in load on the device may occur, and thus productivity of the superabsorbent polymer may be reduced.

이에 따라, 이러한 문제를 근본적으로 해결할 수 있도록 고흡수성 수지를 미분 발생 없이 제조할 수 있는 기술의 개발이 계속적으로 요청되고 있다.Accordingly, in order to fundamentally solve this problem, there is a continuous demand for the development of a technology capable of manufacturing a super absorbent polymer without generation of fine powder.

이에 본 발명은 함수겔 중합체에 특정 구조의 첨가제를 첨가하여 분쇄함으로써 입자간 응집 없이 정상 입자 수준까지 분쇄가 가능하고, 건조와 표면 가교 공정을 동시에 진행하여 제조 비용을 절감할 수 있고, 공정 중 미분 발생량을 현저히 감소시킬 수 있는 고흡수성 수지 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.Accordingly, in the present invention, it is possible to grind to a normal particle level without agglomeration between particles by adding an additive of a specific structure to the hydrogel polymer and grinding, and it is possible to reduce the manufacturing cost by simultaneously performing the drying and surface crosslinking processes, and fine powder during the process The present invention relates to a method for producing a super absorbent polymer composition capable of significantly reducing the amount generated.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, In order to solve the above problems, the present invention,

1) 내부 가교제 및 중합 개시제의 존재 하에, 적어도 일부가 중화된 산성기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 가교 중합하여 함수겔 중합체를 형성하는 단계;1) forming a hydrogel polymer by crosslinking and polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acidic group at least partially neutralized in the presence of an internal crosslinking agent and a polymerization initiator;

2) 상기 함수겔 중합체를 카르복실산계 첨가제와 혼합 후 분쇄하여, 함수 고흡수성 수지 입자 및 상기 첨가제가 포함된 분쇄물을 제조하는 단계; 및2) mixing the hydrogel polymer with a carboxylic acid-based additive and then pulverizing to prepare water-containing superabsorbent polymer particles and a pulverized product containing the additive; and

3) 상기 분쇄물에 표면 가교제를 혼합 후 건조하여, 표면 중 적어도 일부에 표면 가교층이 형성된 고흡수성 수지 입자 및 상기 첨가제가 포함된 고흡수성 수지 조성물을 제조하는 단계를 포함하고,3) mixing a surface crosslinking agent with the pulverized product and drying the mixture to prepare a superabsorbent polymer composition including superabsorbent polymer particles having a surface crosslinking layer formed on at least a portion of the surface and the additive;

상기 카르복실산계 첨가제는 하기 화학식 1로 표시되는 카르복실산 및 이의 염으로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상인, 고흡수성 수지 조성물의 제조 방법이 제공된다:The carboxylic acid-based additive is at least one selected from the group consisting of a carboxylic acid represented by the following formula (1) and a salt thereof, a method for preparing a superabsorbent polymer composition is provided:

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

A는 탄소수 5 내지 21의 알킬이고, A is alkyl having 5 to 21 carbon atoms,

B1은 -OCO-, -COO-, 또는 -COOCH(R1)COO-이고,B 1 is -OCO-, -COO-, or -COOCH(R 1 )COO-,

B2는 -CH2-, -CH2CH2-, -CH(R2)-, -CH=CH-, 또는 -C≡C-이고,B 2 is -CH 2 -, -CH 2 CH 2 -, -CH(R 2 )-, -CH=CH-, or -C≡C-,

여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,Here, R 1 and R 2 are each independently an alkyl having 1 to 4 carbon atoms,

n은 1 내지 3의 정수이고,n is an integer from 1 to 3,

C는 카르복실기이다.C is a carboxyl group.

본 발명의 고흡수성 수지 조성물의 제조 방법에 따르면, 함수겔 중합체를 상기 카르복실산계 첨가제의 존재 하에서 분쇄하여, 분쇄된 입자들간의 응집 없이 원하는 입경을 갖는 고흡수성 수지 입자로 이루어진 고흡수성 수지 조성물의 제조가 가능하다. 또한, 함수겔 중합체 상태에서 정상 입자 수준까지 분쇄함에 따라, 고흡수성 수지 조성물 제조 시 미분 발생량이 현저히 감소될 수 있고, 건조 공정과 표면 가교 공정을 동시에 수행함에 따라 제조 공정이 단순화되고 제조 비용이 절감될 수 있다.According to the method for preparing the superabsorbent polymer composition of the present invention, the hydrogel polymer is pulverized in the presence of the carboxylic acid-based additive to produce a superabsorbent polymer composition comprising superabsorbent polymer particles having a desired particle size without aggregation between the pulverized particles. manufacturing is possible. In addition, as the hydrogel polymer is pulverized to a normal particle level, the amount of fine powder generated during the preparation of the super absorbent polymer composition can be significantly reduced, and the drying process and the surface crosslinking process are simultaneously performed, thereby simplifying the manufacturing process and reducing the manufacturing cost. can be

도 1은 종래의 고흡수성 수지의 제조 방법에 관한 흐름도이다.
도 2는 일 구현예에 따른 고흡수성 수지 조성물의 제조 방법에 관한 흐름도이다.
1 is a flowchart of a conventional method for manufacturing a super absorbent polymer.
2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a super absorbent polymer composition according to an exemplary embodiment.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is used to describe exemplary embodiments only, and is not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprises", "comprises" or "have" are intended to designate the presence of an embodied feature, step, element, or a combination thereof, but one or more other features or steps; It should be understood that the possibility of the presence or addition of components, or combinations thereof, is not precluded in advance.

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 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention may have various changes and may have various forms, specific embodiments will be illustrated and described in detail below. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

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 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention may have various changes and may have various forms, specific embodiments will be illustrated and described in detail below. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

이하, 발명의 구체적인 구현예에 따라 고흡수성 수지의 제조 방법 및 고흡수성 수지에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for preparing a super absorbent polymer and a super absorbent polymer according to specific embodiments of the present invention will be described in more detail.

그에 앞서, 본 명세서에 사용되는 전문 용어는 단지 특정 구현예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 그리고, 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. Before that, the terminology used herein is for the purpose of referring to particular embodiments only, and is not intended to limit the present invention. And, as used herein, the singular forms also include the plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite.

발명의 일 구현예에 따르면, According to one embodiment of the invention,

1) 내부 가교제 및 중합 개시제의 존재 하에, 적어도 일부가 중화된 산성기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 가교 중합하여 함수겔 중합체를 형성하는 단계(단계 1);1) crosslinking and polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acidic group at least partially neutralized in the presence of an internal crosslinking agent and a polymerization initiator to form a hydrogel polymer (step 1);

2) 상기 함수겔 중합체를 하기 카르복실산계 첨가제와 혼합 후 분쇄하여, 함수 고흡수성 수지 입자 및 상기 첨가제가 포함된 분쇄물을 제조하는 단계(단계 2); 및2) mixing the hydrogel polymer with the following carboxylic acid-based additive and pulverizing to prepare water-containing superabsorbent polymer particles and a pulverized product containing the additive (step 2); and

3) 상기 분쇄물에 표면 가교제를 혼합 후 건조하여, 표면 중 적어도 일부에 표면 가교층이 형성된 고흡수성 수지 입자 및 상기 첨가제가 포함된 고흡수성 수지 조성물을 제조하는 단계(단계 3)을 포함하고,3) mixing a surface crosslinking agent with the pulverized product and drying the mixture to prepare a superabsorbent polymer composition comprising superabsorbent polymer particles having a surface crosslinking layer formed on at least part of the surface and the additive (step 3),

상기 카르복실산계 첨가제는 하기 화학식 1로 표시되는 카르복실산 및 이의 염으로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상인, 고흡수성 수지 조성물의 제조 방법이 제공된다:The carboxylic acid-based additive is at least one selected from the group consisting of a carboxylic acid represented by the following formula (1) and a salt thereof, a method for preparing a superabsorbent polymer composition is provided:

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

A는 탄소수 5 내지 21의 알킬이고,A is alkyl having 5 to 21 carbon atoms,

B1은 -OCO-, -COO-, 또는 -COOCH(R1)COO-이고,B 1 is -OCO-, -COO-, or -COOCH(R 1 )COO-,

B2는 -CH2-, -CH2CH2-, -CH(R2)-, -CH=CH-, 또는 -C≡C-이고,B 2 is -CH 2 -, -CH 2 CH 2 -, -CH(R 2 )-, -CH=CH-, or -C≡C-,

여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,Here, R 1 and R 2 are each independently an alkyl having 1 to 4 carbon atoms,

n은 1 내지 3의 정수이고,n is an integer from 1 to 3,

C는 카르복실기이다.C is a carboxyl group.

본 발명의 명세서에 사용되는 용어 "중합체", 또는 "고분자"는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체가 중합된 상태인 것을 의미하며, 모든 수분 함량 범위 또는 입경 범위를 포괄할 수 있다. 상기 중합체 중, 중합 후 건조 전 상태의 것으로 함수율(수분 함량)이 약 30 중량% 이상의 중합체를 함수겔 중합체로 지칭할 수 있고, 이러한 함수겔 중합체가 분쇄 및 건조된 입자를 가교 중합체로 지칭할 수 있다.As used herein, the term “polymer” or “polymer” refers to a polymerized state of a water-soluble ethylenically unsaturated monomer, and may cover all water content ranges or particle diameter ranges. Among the above polymers, a polymer having a water content (moisture content) of about 30% by weight or more in a state before drying after polymerization may be referred to as a hydrogel polymer, and particles obtained by pulverizing and drying the hydrogel polymer may be referred to as a crosslinked polymer. there is.

또한, 용어 "고흡수성 수지 입자"는 산성기를 포함하고 상기 산성기의 적어도 일부가 중화된 수용성 에틸렌계 불포화 단량체가 중합되고 내부 가교제에 의해 가교된 가교 중합체를 포함하는, 입자상의 물질을 일컫는다. In addition, the term "superabsorbent polymer particles" refers to a particulate material comprising an acidic group and a crosslinked polymer in which a water-soluble ethylenically unsaturated monomer in which at least a portion of the acidic group is neutralized is polymerized and crosslinked by an internal crosslinking agent.

또한, 용어 "고흡수성 수지"는 문맥에 따라 산성기를 포함하고 상기 산성기의 적어도 일부가 중화된 수용성 에틸렌계 불포화 단량체가 중합된 가교 중합체, 또는 상기 가교 중합체가 분쇄된 고흡수성 수지 입자로 이루어진 분말(powder) 형태의 베이스 수지를 의미하거나, 또는 상기 가교 중합체나 상기 베이스 수지에 대해 추가의 공정, 예를 들어 건조, 분쇄, 분급, 표면 가교 등을 거쳐 제품화에 적합한 상태로 한 것을 모두 포괄하는 것으로 사용된다. 따라서, 용어 "고흡수성 수지 조성물"은 고흡수성 수지를 포함하는 조성물, 즉, 복수 개의 고흡수성 수지 입자를 포함하는 것으로 해석될 수 있다. In addition, the term “super absorbent polymer” refers to a cross-linked polymer obtained by polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer containing an acidic group and neutralizing at least a part of the acidic group, or powder consisting of superabsorbent polymer particles in which the cross-linked polymer is pulverized, depending on the context. It refers to a base resin in the form of (powder), or to the crosslinked polymer or the base resin through additional processes, such as drying, pulverization, classification, surface crosslinking, etc. used Accordingly, the term “super absorbent polymer composition” may be interpreted as including a composition including a super absorbent polymer, that is, a plurality of super absorbent polymer particles.

또한, 용어 "고흡수성 수지 정상 입자"는 고흡수성 수지 입자 중 150 ㎛ 내지 850 ㎛의 입경을 갖는 입자를 의미한다.Also, the term “normal particles of superabsorbent polymer” refers to particles having a particle diameter of 150 μm to 850 μm among superabsorbent polymer particles.

또한, 용어 "미분"은 고흡수성 수지 입자 중 150 ㎛ 미만의 입경을 갖는 입자를 의미한다. 이러한 수지 입자의 입경은 유럽부직포산업협회(European Disposables and Nonwovens Association, EDANA) 규격 EDANA WSP 220.3 방법에 따라 측정될 수 있다.In addition, the term “fine powder” refers to particles having a particle diameter of less than 150 μm among the superabsorbent polymer particles. The particle size of the resin particles may be measured according to the European Disposables and Nonwovens Association (EDANA) standard EDANA WSP 220.3 method.

또한, 용어 "쵸핑(chopping)"은 건조 효율을 높이기 위해 함수겔 중합체를 작은 조각으로 세절하는 것으로, 정상 입자 수준까지 분쇄하는 것과는 구분되어 사용된다. In addition, the term "chopping" refers to shredding the hydrogel polymer into small pieces to increase drying efficiency, and is used separately from grinding to a normal particle level.

종래 고흡수성 수지는 함수겔 중합체를 건조한 다음 원하는 입도까지 분쇄하여 제조되는데, 이때 통상적으로 함수겔 중합체의 건조를 용이하게 하고, 분쇄 공정의 효율성을 높이기 위해 건조 공정 이전에 함수겔 중합체를 쵸핑(chopping)하는 공정이 진행된다. 그러나 이러한 쵸핑 공정에서 함수겔 중합체의 점착성으로 인하여, 함수겔 중합체는 마이크로 크기의 입자 수준까지 분쇄되지 못하고 응집된 겔 형태가 된다. 이러한 응집된 겔 형태의 함수겔 중합체를 정치 건조하게 되면 판형의 건조체가 형성되게 되고, 이를 마이크로 크기 입자 수준까지 분쇄하기 위해서는 다단의 분쇄 공정을 거쳐야 하므로, 이 과정에서 많은 미분이 발생된다는 문제가 있어 왔다. Conventional superabsorbent polymers are prepared by drying the hydrogel polymer and then pulverizing the hydrogel polymer to a desired particle size. In this case, the hydrogel polymer is generally chopped prior to the drying process to facilitate drying of the hydrogel polymer and to increase the efficiency of the grinding process. ) process is in progress. However, due to the adhesiveness of the hydrogel polymer in this chopping process, the hydrogel polymer cannot be pulverized to the level of micro-sized particles and becomes an agglomerated gel. When the hydrogel polymer in the form of agglomerated gel is left to dry, a plate-shaped dried body is formed, and in order to pulverize it to the level of micro-sized particles, a multi-stage pulverization process is required, so there is a problem that a lot of fine powder is generated in this process. come.

또한, 종래의 경우 쵸핑, 건조, 분쇄 이후 표면가교 공정을 별도로 수행하기 때문에 공정 중 에너지 비용이 많이 발생하게 되어, 결국 제품 생산 비용이 증가하는 결과를 초래한다.In addition, in the conventional case, since the surface crosslinking process is separately performed after chopping, drying, and pulverization, a lot of energy cost is generated during the process, which results in an increase in product production cost.

구체적으로, 도 1에는 종래의 고흡수성 수지의 제조 방법에 관한 흐름도가 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 종래 고흡수성 수지는 하기와 같은 단계를 포함하여 제조되어 왔다.Specifically, FIG. 1 is a flowchart of a conventional method for manufacturing a super absorbent polymer. Referring to FIG. 1 , a conventional super absorbent polymer has been prepared including the following steps.

(중합) 내부 가교제 및 중합 개시제의 존재 하에, 적어도 일부가 중화된 산성기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 가교 중합하여 함수겔 중합체를 형성하는 단계;(Polymerization) forming a hydrogel polymer by crosslinking and polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acidic group at least partially neutralized in the presence of an internal crosslinking agent and a polymerization initiator;

(Chopping; 쵸핑) 상기 함수겔 중합체를 쵸핑(chopping)하는 단계;(Chopping; chopping) chopping the hydrogel polymer;

(건조) 쵸핑된 함수겔 중합체를 건조하는 단계; (Drying) drying the chopped hydrogel polymer;

(분쇄/분급) 상기 건조된 중합체를 분쇄 후 정상 입자 및 미분으로 분급하는 단계; 및(Pulverization/Classification) classifying the dried polymer into normal particles and fine powder after pulverization; and

(표면가교) 상기 분급된 정상 입자를 표면 가교제의 존재 하에 표면가교시키는 단계.(Surface crosslinking) A step of surface crosslinking the classified normal particles in the presence of a surface crosslinking agent.

상술한 바와 같이, 상기 쵸핑된 함수겔 중합체는 약 1 cm 내지 10 cm 크기의 응집된 겔 형태를 갖게 되므로, 이러한 쵸핑된 함수겔 중합체는 건조 후에 입자 형태가 아닌 판형을 나타낸다. 이에 따라, 상기 건조된 중합체를 분쇄 후 분급하는 단계는, 제조되는 입자들이 정상 입자가 되도록 즉, 150 ㎛ 내지 850 ㎛의 입경을 갖는 입자가 되도록, 조분쇄 후 분급한 다음 다시 미분쇄 후 분급하는 단계로 수행되어 왔다. 이와 같은 제조 방법에 의하여 최종 분급단계에서 분리되는 미분의 양은 최종 제조된 고흡수성 수지 총중량 대비 약 10 중량% 내지 약 20 중량% 정도로 다량이기 때문에, 분리된 미분을 적당량의 물과 혼합하여 미분 재조립 후 쵸핑 단계 또는 건조 전 단계에 투입하는 방법으로 재사용하였다.As described above, since the chopped hydrogel polymer has an agglomerated gel shape with a size of about 1 cm to 10 cm, the chopped hydrogel polymer exhibits a plate shape rather than a particle shape after drying. Accordingly, in the step of classifying the dried polymer after pulverizing, coarsely pulverizing and classifying the prepared particles so that they become normal particles, i.e., particles having a particle diameter of 150 μm to 850 μm, and then fine pulverizing again. has been carried out step by step. Since the amount of fine powder separated in the final classification step by this manufacturing method is about 10% to about 20% by weight relative to the total weight of the final manufactured superabsorbent polymer, the separated fine powder is mixed with an appropriate amount of water to re-assemble the fine powder It was reused as a method of inputting after chopping or before drying.

그러나, 이러한 미분의 재사용을 위해 물과 혼합한 미분 재조립체를 분쇄 또는 건조 공정에 재투입 시 장치 부하 및/또는 에너지 사용량의 증가를 야기시키는 등의 문제가 발생해왔으며, 분급되지 못하고 남아있는 미분에 의해 고흡수성 수지의 물성의 저하가 야기되었다.However, there have been problems such as causing an increase in device load and/or energy consumption when re-injecting the fine powder re-assembly mixed with water into the pulverization or drying process for reuse of the fine powder, and the fine powder remaining unclassified This caused deterioration of the physical properties of the superabsorbent polymer.

이에, 본 발명자들은 종래의 제조 방법에서 미분의 발생량은 분쇄 공정으로 투입되는 입자 크기에 의한 영향이 크다는 점을 파악하고, 쵸핑 공정에서 함수겔 중합체간의 응집 없이 마이크로 크기까지 함수겔 중합체를 분쇄할 수 있다면 제조 공정 중 미분 발생량을 저감시킬 수 있다고 판단하였다. 이에 따라, 쵸핑 공정에서 함수겔 중합체의 점착성을 낮출 수 있는 여러 종류의 첨가제를 실험해 본 결과, 함수겔 중합체를 상술한 카르복실산계 첨가제와 혼합한 다음 분쇄하는 경우 상기 카르복실산계 첨가제로 인하여 상기 함수겔 중합체의 점착성이 낮아져서 마이크로 수준의 입자로 분쇄가 가능함을 확인하여, 본 발명을 완성하였다. 이는 함수겔 중합체와 혼합된 상기 카르복실산계 첨가제가 상기 함수겔 중합체의 표면에 흡착되게 되어, 분쇄된 함수겔 중합체끼리의 응집을 방지하기 때문이다. 또한, 마이크로 크기의 입자 형태로 건조 공정이 진행되기 때문에 건조가 용이하게 될 뿐 아니라, 건조 공정 이후 별도의 분쇄 공정이 필요 없게 되어 발생되는 미분의 함량이 현저히 감소될 수 있다. Therefore, the present inventors understood that the amount of fine powder generated in the conventional manufacturing method is greatly affected by the particle size input to the grinding process, and in the chopping process, the hydrogel polymer can be pulverized to a micro size without agglomeration between the hydrogel polymers. If there is, it was determined that the amount of fine powder generated during the manufacturing process could be reduced. Accordingly, as a result of experimenting with various kinds of additives that can lower the adhesiveness of the hydrogel polymer in the chopping process, when the hydrogel polymer is mixed with the above-described carboxylic acid-based additive and then pulverized, the The present invention was completed by confirming that the hydrogel polymer was able to be pulverized into micro-level particles due to the low adhesiveness of the hydrogel polymer. This is because the carboxylic acid-based additive mixed with the hydrogel polymer is adsorbed to the surface of the hydrogel polymer to prevent aggregation of the pulverized hydrogel polymers. In addition, since the drying process proceeds in the form of micro-sized particles, not only drying is facilitated, but also a separate grinding process is not required after the drying process, so that the content of generated fine powder can be significantly reduced.

구체적으로, 도 2에 일 구현예에 따른 고흡수성 수지 조성물의 제조 방법에 관한 흐름도를 도시하였다. 도 2를 참조하면, 종래와 달리, 함수겔 중합체 제조 후, 정상 입자 수준까지 분쇄한 다음 건조 및 표면가교 공정을 수행하여 고흡수성 수지 조성물을 제조한다. Specifically, FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for preparing a superabsorbent polymer composition according to an exemplary embodiment. Referring to FIG. 2 , unlike the prior art, after the hydrogel polymer is prepared, it is pulverized to a normal particle level, and then dried and surface cross-linking processes are performed to prepare a superabsorbent polymer composition.

이때, 상기 카르복실산계 첨가제는, 소수성 작용기(hydrophobic functional group) 및 친수성 작용기(hydrophilic functional group)를 동시에 갖는다. 한편, 수용성 에틸렌계 불포화 단량체는 산성기(-COOH) 및/또는 중화된 산성기(-COO-)를 포함하므로, 중합에 의해 제조된 함수겔 중합체의 표면에는 중합에 참여하지 않고 남아있는 산성기(-COOH) 및/또는 중화된 산성기(-COO-)에 의한 친수성 부분이 다량 존재하게 된다. 따라서, 상기 함수겔 중합체에 상기 첨가제를 혼합하는 경우, 상기 함수겔 중합체 표면에 존재하는 친수성 부분 중 적어도 일부에 상기 첨가제의 친수성 작용기가 흡착되게 되고, 상기 첨가제가 흡착된 중합체의 표면은 첨가제의 다른 말단에 위치한 소수성 작용기에 의해 소수성을 나타내게 된다. 이에 따라, 수지 입자들간의 응집이 억제될 수 있다.In this case, the carboxylic acid-based additive has a hydrophobic functional group and a hydrophilic functional group at the same time. On the other hand, the water-soluble ethylenically unsaturated monomers are acid groups (-COOH) and / or neutralized acid groups (-COO -) contain the so, the function produced by the polymerization, the acid remaining without participating in polymerization the surface of the gel-based polymer A large amount of hydrophilic moieties due to (-COOH) and/or neutralized acidic groups (-COO - ) are present. Therefore, when the additive is mixed with the hydrogel polymer, the hydrophilic functional group of the additive is adsorbed to at least a part of the hydrophilic portion existing on the surface of the hydrogel polymer, and the surface of the polymer to which the additive is adsorbed is different from the additive. Hydrophobicity is exhibited by the hydrophobic functional group located at the terminal. Accordingly, aggregation between the resin particles can be suppressed.

보다 구체적으로, 상기 카르복실산계 첨가제에서 소수성 작용기는 탄소수 5 내지 21의 알킬기(A 부분)이고, 친수성 작용기는 C 부분으로, 카르복실기(COOH)이며, 염인 경우 카르복실레이트기(COO-)로, 상기 소수성 작용기 및 친수성 작용기는 각각 첨가제의 양말단에 위치한다. 특히, 상기 카르복실산계 첨가제는 양말단의 A 및 C 부분 외에 (B1-B2) 부분을 더 포함하는 데, 상기 (B1-B2) 부분은 C 부분만으로 부족할 수 있는 중합체 표면에 대한 흡착 성능을 향상시키는 역할을 한다. 이에 따라, 상기 화학식 1의 구조를 갖는 첨가제는, (B1-B2) 부분 없이 A-C 구조를 갖는 화합물에 비해, 친수성을 나타내는 중합체 표면에 대한 흡착 성능이 우수하여, 고흡수성 수지 입자의 응집을 효과적으로 억제할 수 있다.More specifically, in the carboxylic acid-based additive, the hydrophobic functional group is an alkyl group having 5 to 21 carbon atoms (part A), the hydrophilic functional group is a C part, a carboxyl group (COOH), and in the case of a salt, a carboxylate group (COO - ), The hydrophobic functional group and the hydrophilic functional group are located at both ends of the additive, respectively. In particular, the carboxylic acid-based additive further includes a (B 1 -B 2 ) portion in addition to the A and C portions at both ends, and the (B 1 -B 2 ) portion is for the polymer surface, which may be insufficient with only the C portion. It plays a role in improving adsorption performance. Accordingly, the additive having the structure of Formula 1 has superior adsorption performance on the surface of the polymer exhibiting hydrophilicity, compared to the compound having an AC structure without a (B 1 -B 2 ) moiety, thereby preventing aggregation of the superabsorbent polymer particles. can be effectively suppressed.

이에 따라, 함수겔 중합체가 입자간 응집 없이 정상 입자 수준까지 분쇄될 수 있고, 정상 입자 수준까지 분쇄된 다음 건조 공정이 진행됨에 따라 공정 중 발생하는 미분 발생량이 현저히 줄어들 수 있다. 또한, 일 구현예에 따른 고흡수성 수지 조성물의 제조 방법은 건조 이후 분쇄 공정 및 분급 공정을 필수적으로 요하지 않고, 건조 공정과 표면 가교 공정을 같이 수행하여 제조 비용이 크게 절감될 수 있으며, 건조 공정과 표면가교 공정 사이의 이송 공정이 제거됨에 따라 입자 표면의 물리적 손상을 줄일 수 있어 해당 공정에서 제조된 고흡수성 수지의 물성을 향상시킬 수 있다. Accordingly, the hydrogel polymer can be pulverized to a normal particle level without inter-particle agglomeration, and the amount of fine powder generated during the process can be significantly reduced as the drying process proceeds after the hydrogel polymer is pulverized to the normal particle level. In addition, the manufacturing method of the superabsorbent polymer composition according to an embodiment does not necessarily require a grinding process and a classification process after drying, and by performing the drying process and the surface crosslinking process together, the manufacturing cost can be greatly reduced, and the drying process and As the transfer process between the surface crosslinking processes is removed, physical damage to the particle surface can be reduced, thereby improving the physical properties of the superabsorbent polymer produced in the corresponding process.

구체적으로, 함수겔 중합체를 상기 카르복실산계 첨가제의 존재 하에서 분쇄하는 경우, 첨가제에 포함되어 있는 소수성 작용기인 A 부분이 분쇄된 고흡수성 수지 입자의 표면에 소수성을 부여하여 입자간 마찰력을 완화시켜 고흡수성 수지의 겉보기 밀도를 증가시키면서도, 첨가제에 포함되어 있는 친수성 작용기 C 부분 또한 고흡수성 수지 입자에 결합되어 수지의 표면 장력이 저하되지 않도록 할 수 있다. 이에 따라, 상술한 제조 방법에 따라 제조된 고흡수성 수지 조성물은, 이러한 첨가제를 사용하지 않은 조성물에 비하여, 향상된 표면 장력 및 겉보기 밀도 값을 나타낼 수 있다.Specifically, when the hydrogel polymer is pulverized in the presence of the carboxylic acid-based additive, part A, which is a hydrophobic functional group included in the additive, imparts hydrophobicity to the surface of the pulverized superabsorbent polymer particles to relieve friction between the particles, thereby reducing the friction between the particles. While increasing the apparent density of the water absorbent resin, the hydrophilic functional group C portion included in the additive is also bound to the super absorbent polymer particles to prevent the surface tension of the resin from being lowered. Accordingly, the superabsorbent polymer composition prepared according to the above-described manufacturing method may exhibit improved surface tension and apparent density compared to a composition not using such an additive.

이하, 일 구현예의 고흡수성 수지 조성의 제조 방법에 대해 각 단계 별로 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the method for preparing the superabsorbent polymer composition of one embodiment will be described in more detail for each step.

(단계 1) (Step 1)

상기 단계는, 내부 가교제 및 중합 개시제의 존재 하에, 적어도 일부가 중화된 산성기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 가교 중합하여 함수겔 중합체를 형성하는 단계로, 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체, 내부 가교제 및 중합 개시제를 혼합하여 단량체 조성물을 준비하는 단계 및 상기 단량체 조성물을 열중합 또는 광중합하여 함수겔 중합체를 형성하는 단계로 이루어질 수 있다.The step is a step of cross-linking and polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acid group at least partially neutralized in the presence of an internal crosslinking agent and a polymerization initiator to form a hydrogel polymer, wherein the water-soluble ethylenically unsaturated monomer, the internal crosslinking agent and polymerization It may consist of a step of preparing a monomer composition by mixing an initiator, and a step of thermally or photopolymerizing the monomer composition to form a hydrogel polymer.

상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체는 고흡수성 수지의 제조에 통상적으로 사용되는 임의의 단량체일 수 있다. 비제한적인 예로, 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있다: The water-soluble ethylenically unsaturated monomer may be any monomer commonly used in the preparation of super absorbent polymers. As a non-limiting example, the water-soluble ethylenically unsaturated monomer may be a compound represented by the following Chemical Formula 2:

[화학식 2][Formula 2]

R-COOM'R-COOM'

상기 화학식 2에서, In Formula 2,

R은 불포화 결합을 포함하는 탄소수 2 내지 5의 알킬 그룹이고, R is an alkyl group having 2 to 5 carbon atoms including an unsaturated bond,

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

바람직하게는, 상기 단량체는 (메트)아크릴산, 및 이들 산의 1가 (알칼리) 금속염, 2가 금속염, 암모늄염 및 유기 아민염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. Preferably, the monomer may be at least one selected from the group consisting of (meth)acrylic acid and monovalent (alkali) metal salts, divalent metal salts, ammonium salts and organic amine salts of these acids.

이처럼 수용성 에틸렌계 불포화 단량체로 (메트)아크릴산 및/또는 그 염을 사용할 경우 흡수성이 향상된 고흡수성 수지를 얻을 수 있어 유리하다. 이 밖에도 상기 단량체로는 무수말레인산, 푸말산, 크로톤산, 이타콘산, 2-아크릴로일에탄 술폰산, 2-메타아크릴로일에탄술폰산, 2-(메트)아크릴로일프로판술폰산 또는 2-(메타)아크릴아미드-2-메틸 프로판 술폰산, (메트)아크릴아미드, N-치환(메트)아크릴레이트, 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 (메트)아크릴레이트, (N,N)-디메틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트, (N,N)-디메틸아미노프로필 (메트)아크릴아미드 등이 사용될 수 있다.As such, when (meth)acrylic acid and/or a salt thereof are used as the water-soluble ethylenically unsaturated monomer, it is advantageous because a superabsorbent polymer with improved water absorption can be obtained. In addition, the monomer includes maleic anhydride, fumaric acid, crotonic acid, itaconic acid, 2-acryloylethane sulfonic acid, 2-methacryloylethanesulfonic acid, 2-(meth)acryloylpropanesulfonic acid, or 2-(meth) ) acrylamide-2-methyl propane sulfonic acid, (meth)acrylamide, N-substituted (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, methoxypolyethylene Glycol (meth)acrylate, polyethylene glycol (meth)acrylate, (N,N)-dimethylaminoethyl (meth)acrylate, (N,N)-dimethylaminopropyl (meth)acrylamide and the like can be used.

여기서, 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체는 산성기를 가지고, 상기 산성기 중 적어도 일부는 중화제에 의해 중화되어 있을 수 있다. 구체적으로, 상기 산성기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체, 상기 내부 가교제, 상기 중합 개시제 및 중화제를 혼합하는 단계에서 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 산성기 중 적어도 일부가 중화될 수 있다. 이때, 중화제로는 산성기를 중화시킬 수 있는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화암모늄 등과 같은 염기성 물질이 사용될 수 있다.Here, the water-soluble ethylenically unsaturated monomer may have an acidic group, and at least a portion of the acidic group may be neutralized by a neutralizing agent. Specifically, in the mixing of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer having the acidic group, the internal crosslinking agent, the polymerization initiator, and the neutralizing agent, at least a portion of the acidic groups of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer may be neutralized. In this case, as the neutralizing agent, a basic material such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonium hydroxide, etc. that can neutralize an acidic group may be used.

또한, 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체에 포함된 산성기 중 상기 중화제에 의해 중화된 정도를 일컫는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 중화도는, 50 내지 90 몰%, 또는, 60 내지 85 몰%, 또는 65 내지 85 몰%, 또는 65 내지 75 몰%일 수 있다. 상기 중화도의 범위는 최종 물성에 따라 달라질 수 있지만, 중화도가 지나치게 높으면 중화된 단량체가 석출되어 중합이 원활하게 진행되기 어려울 수 있으며, 반대로 중화도가 지나치게 낮으면 고분자의 흡수력이 크게 떨어질 뿐만 아니라 취급하기 곤란한 탄성 고무와 같은 성질을 나타낼 수 있다.In addition, the neutralization degree of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer, which refers to the degree of neutralization by the neutralizing agent among the acidic groups included in the water-soluble ethylenically unsaturated monomer, is 50 to 90 mol%, or, 60 to 85 mol%, or 65 to 85 mole %, or 65 to 75 mole %. The range of the degree of neutralization may vary depending on the final physical properties, but if the degree of neutralization is too high, the neutralized monomer is precipitated and it may be difficult for the polymerization to proceed smoothly. Conversely, if the degree of neutralization is too low, the absorption power of the polymer is greatly reduced as well as It can exhibit properties like elastic rubber, which is difficult to handle.

또한, 본 명세서에서 사용하는 용어 '내부 가교제'는 후술하는 고흡수성 수지 입자의 표면을 가교시키는 위한 표면 가교제와 구분짓기 위해 사용하는 용어로, 상술한 수용성 에틸렌계 불포화 단량체들의 불포화 결합을 가교시켜 중합시키는 역할을 한다. 상기 단계에서의 가교는 표면 또는 내부 구분 없이 진행되나, 후술하는 고흡수성 수지 입자의 표면 가교 공정이 진행되는 경우, 최종 제조된 고흡수성 수지의 입자 표면은 표면 가교제에 의해 가교된 구조로 이루어져 있고, 내부는 상기 내부 가교제에 의해 가교된 구조로 이루어져있게 된다.In addition, the term 'internal crosslinking agent' used in the present specification is a term used to distinguish it from a surface crosslinking agent for crosslinking the surface of the superabsorbent polymer particles to be described later, and is polymerized by crosslinking the unsaturated bonds of the above-described water-soluble ethylenically unsaturated monomers. serves to make The crosslinking in the above step proceeds without a surface or an internal division, but when the surface crosslinking process of the superabsorbent polymer particles described later proceeds, the surface of the particles of the superabsorbent polymer finally produced has a structure crosslinked by a surface crosslinking agent, The interior has a structure crosslinked by the internal crosslinking agent.

상기 내부 가교제로는 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 중합시 가교 결합의 도입을 가능케 하는 것이라면 어떠한 화합물도 사용 가능하다. 비제한적인 예로, 상기 내부 가교제는 N,N'-메틸렌비스아크릴아미드, 트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜(메트)아크릴레이트, 부탄다이올디(메트)아크릴레이트, 부틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 다이에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 헥산다이올디(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트, 글리세린 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스톨 테트라아크릴레이트, 트리아릴아민, 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르, 프로필렌 글리콜, 글리세린, 또는 에틸렌카보네이트와 같은 다관능성 가교제가 단독 사용 또는 2 이상 병용될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는, 이 중에서 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트가 사용될 수 있다.As the internal crosslinking agent, any compound may be used as long as it enables the introduction of a crosslinking bond during polymerization of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer. As a non-limiting example, the internal crosslinking agent is N,N'-methylenebisacrylamide, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, ethylene glycol di(meth)acrylate, polyethylene glycol (meth)acrylate, polyethylene glycol di( Meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol (meth) acrylate, butanediol di (meth) acrylate, butylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylic Rate, hexanediol di(meth)acrylate, triethylene glycol di(meth)acrylate, tripropylene glycol di(meth)acrylate, tetraethylene glycol di(meth)acrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, glycerin tri Multifunctional crosslinking agents such as (meth)acrylate, pentaerythol tetraacrylate, triarylamine, ethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol, glycerin, or ethylene carbonate may be used alone or in combination of two or more, It is not limited. Preferably, among them, polyethylene glycol diacrylate may be used.

이러한 내부 가교제의 존재 하에서의 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 가교 중합은, 중합 개시제, 필요에 따라 증점제(thickener), 가소제, 보존안정제, 산화방지제 등의 존재 하에 열중합, 광중합 또는 혼성 중합으로 수행될 수 있는 데, 구체적인 내용은 후술하기로 한다.The crosslinking polymerization of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer in the presence of such an internal crosslinking agent may be carried out by thermal polymerization, photopolymerization or hybrid polymerization in the presence of a polymerization initiator, optionally a thickener, plasticizer, storage stabilizer, antioxidant, etc. There, the specific details will be described later.

상기 단량체 조성물에서, 이러한 내부 가교제는 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 100 중량부에 대하여 0.01 내지 5 중량부로 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 내부 가교제는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 100 중량부 대비 0.01 중량부 이상, 0.05 중량부 이상, 0.1 중량부, 또는 0.2 중량부 이상이고, 5 중량부 이하, 3 중량부 이하, 2 중량부 이하, 1 중량부 이하, 또는 0.5 중량부 이하로 사용될 수 있다. 상부 내부 가교제의 함량이 지나치게 낮을 경우 가교가 충분히 일어나지 않아 적정 수준 이상의 강도 구현이 어려울 수 있고, 상부 내부 가교제의 함량이 지나치게 높을 경우 내부 가교 밀도가 높아져 원하는 보수능의 구현이 어려울 수 있다. In the monomer composition, the internal crosslinking agent may be used in an amount of 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer. For example, the internal crosslinking agent is 0.01 parts by weight or more, 0.05 parts by weight or more, 0.1 parts by weight, or 0.2 parts by weight or more, and 5 parts by weight or less, 3 parts by weight or less, 2 parts by weight or more, based on 100 parts by weight of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer. part by weight or less, 1 part by weight or less, or 0.5 part by weight or less. When the content of the upper internal crosslinking agent is too low, crosslinking does not occur sufficiently and it may be difficult to implement strength above an appropriate level. If the content of the upper internal crosslinking agent is too high, the internal crosslinking density increases and it may be difficult to implement the desired water holding capacity.

또한, 상기 중합 개시제는 중합 방법에 따라 적절하게 선택될 수 있으며, 열중합 방법을 이용할 경우에는 열중합 개시제를 사용하고, 광중합 방법을 이용할 경우에는 광중합 개시제를 사용하며, 혼성 중합 방법(열 및 광을 모두 사용하는 방법)을 이용할 경우에는 열중합 개시제와 광중합 개시제를 모두 사용할 수 있다. 다만, 광중합 방법에 의하더라도, 자외선 조사 등의 광 조사에 의해 일정량의 열이 발생하고, 또한 발열 반응인 중합 반응의 진행에 따라 어느 정도의 열이 발생하므로, 추가적으로 열중합 개시제를 사용할 수도 있다.In addition, the polymerization initiator may be appropriately selected depending on the polymerization method. When using the thermal polymerization method, a thermal polymerization initiator is used, and when using the photopolymerization method, a photopolymerization initiator is used, and a hybrid polymerization method (thermal and light). both of the thermal polymerization initiator and the photopolymerization initiator can be used. However, even by the photopolymerization method, a certain amount of heat is generated by light irradiation such as ultraviolet irradiation, and a certain amount of heat is generated according to the progress of the polymerization reaction, which is an exothermic reaction, so a thermal polymerization initiator may be additionally used.

상기 광중합 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 as long as it is a compound capable of forming radicals by light such as ultraviolet rays.

상기 광중합 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 구체예로는 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드, 페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드, 에틸 (2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀에이트 등을 들 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.As the photopolymerization initiator, for example, benzoin ether, dialkyl acetophenone, hydroxyl alkylketone, phenyl glyoxylate, benzyl dimethyl ketal Ketal), acyl phosphine (acyl phosphine) and alpha-aminoketone (α-aminoketone) may be used at least one selected from the group consisting of. On the other hand, specific examples of acylphosphine include diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide, phenylbis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide, ethyl (2,4,6- trimethylbenzoyl)phenylphosphinate etc. are mentioned. A wider variety of photoinitiators are well described in Reinhold Schwalm's book "UV Coatings: Basics, Recent Developments and New Application (Elsevier 2007)" p115, but are not limited to the above examples.

또한, 상기 열중합 개시제로는 과황산염계 개시제, 아조계 개시제, 과산화수소 및 아스코르빈산으로 이루어진 개시제 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다. 구체적으로, 과황산염계 개시제의 예로는 과황산나트륨(Sodium persulfate; Na2S2O8), 과황산칼륨(Potassium persulfate; K2S2O8), 과황산암모늄(Ammonium persulfate; (NH4)2S2O8) 등이 있으며, 아조(Azo)계 개시제의 예로는 2,2-아조비스-(2-아미디노프로판)이염산염 (2,2-azobis(2-amidinopropane) dihydrochloride), 2,2-아조비스-(N,N-디메틸렌)이소부티라마이딘 디하이드로클로라이드 (2,2-azobis-(N,N-dimethylene)isobutyramidine dihydrochloride), 2-(카바모일아조)이소부티로니트릴 (2-(carbamoylazo)isobutylonitril), 2,2-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로판] 디하이드로클로라이드(2,2-azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propane] dihydrochloride), 4,4-아조비스-(4-시아노발레릭 산) (4,4-azobis-(4-cyanovaleric acid)) 등이 있다. 보다 다양한 열중합 개시제에 대해서는 Odian 저서인 'Principle of Polymerization(Wiley, 1981)', p203에 잘 명시되어 있으며, 상술한 예에 한정되지 않는다.In addition, as the thermal polymerization initiator, at least one selected from the 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 include sodium persulfate (Na 2 S 2 O 8 ), potassium persulfate (K 2 S 2 O 8 ), ammonium persulfate (Ammonium persulfate; (NH 4 ) 2 S 2 O 8 ) and the like, and examples of the azo-based initiator include 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-(carbamoylazo)isobutyronitrile (2-(carbamoylazo)isobutylonitril), 2,2-azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propane]dihydrochloride (2,2-azobis[2-(2-imidazolin-2- yl)propane] dihydrochloride), and 4,4-azobis-(4-cyanovaleric acid) (4,4-azobis-(4-cyanovaleric acid)). More various thermal polymerization initiators are well described in Odian's book 'Principle of Polymerization (Wiley, 1981)', p203, and are not limited to the above-described examples.

이러한 중합 개시제는 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 100 중량부 대비 2 중량부 이하로 사용될 수 있다. 즉, 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 used in an amount of 2 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer. That is, when the concentration of the polymerization initiator is too low, the polymerization rate may be slowed and the residual monomer may be extracted in a large amount in the final product, 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 that the content of the water-soluble component is increased and the physical properties of the resin may be lowered, such as lowered absorbency under pressure, which is not preferable.

상기 단량체 조성물은 필요에 따라 증점제(thickener), 가소제, 보존안정제, 산화방지제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. The monomer composition may further include additives such as a thickener, a plasticizer, a storage stabilizer, and an antioxidant, if necessary.

그리고, 상기 단량체를 포함하는 단량체 조성물은, 예를 들어, 물과 같은 용매에 용해된 용액 상태 일 수 있고, 이러한 용액 상태의 단량체 조성물 중의 고형분 함량, 즉 단량체, 내부 가교제 및 중합 개시제의 농도는 중합 시간 및 반응 조건 등을 고려하여 적절히 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 단량체 조성물 내의 고형분 함량은 10 내지 80 중량%, 또는 15 내지 60 중량%, 또는 30 내지 50 중량%일 수 있다. In addition, the monomer composition including the monomer may be in a solution state dissolved in a solvent such as water, and the solid content in the monomer composition in the solution state, that is, the concentration of the monomer, the internal crosslinking agent, and the polymerization initiator is determined by polymerization. It may be appropriately adjusted in consideration of time and reaction conditions. For example, the solids content in the monomer composition may be 10 to 80% by weight, or 15 to 60% by weight, or 30 to 50% by weight.

상기 단량체 조성물이 상기와 같은 범위의 고형분 함량을 갖는 경우, 고농도 수용액의 중합 반응에서 나타나는 겔 효과 현상을 이용하여 중합 후 미반응 단량체를 제거할 필요가 없도록 하면서도, 후술할 중합체의 분쇄시 분쇄 효율을 조절하기 위해 유리할 수 있다. When the monomer composition has a solid content in the above range, it is not necessary to remove unreacted monomers after polymerization by using the gel effect phenomenon that occurs in the polymerization reaction of a high concentration aqueous solution, and the grinding efficiency of the polymer to be described later is improved. It may be advantageous to control.

이때 사용할 수 있는 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 1 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. The solvent that can be used at this time can be used without limitation in 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 may be used in combination.

한편, 적어도 일부가 중화된 산성기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 가교 중합은, 열중합, 광중합 또는 혼성 중합하여 함수겔 중합체를 형성할 수 있으면, 특별히 구성의 한정이 없이 진행될 수 있다. On the other hand, cross-linking polymerization of a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having at least a partially neutralized acidic group may be carried out without limitation in structure, as long as the hydrogel polymer can be formed by thermal polymerization, photopolymerization, or hybrid polymerization.

구체적으로, 중합 방법은 중합 에너지원에 따라 크게 열중합 및 광중합으로 나뉘며, 통상 열중합을 진행하는 경우, 니더(kneader)와 같은 교반축을 가진 반응기에서 진행될 수 있으며, 광중합을 진행하는 경우, 이동 가능한 컨베이어 벨트를 구비한 반응기에서 진행되거나, 바닥이 납작한 용기에서 진행될 수 있으나, 상술한 중합 방법은 일 예이며, 본 발명은 상술한 중합 방법에 한정되지는 않는다.Specifically, the polymerization method is largely divided into thermal polymerization and photopolymerization depending on the polymerization energy source. In general, when thermal polymerization is carried out, it may be carried out in a reactor having a stirring shaft such as a kneader. The polymerization may be carried out in a reactor equipped with a conveyor belt or in a flat-bottomed vessel, but the polymerization method described above is an example, and the present invention is not limited to the polymerization method described above.

일 예로, 상술한 바와 같이 교반축을 구비한 니더(kneader)와 같은 반응기에, 열풍을 공급하거나 반응기를 가열하여 열중합을 하여 얻어진 함수겔 중합체는 반응기에 구비된 교반축의 형태에 따라, 반응기 배출구로 배출되는 함수겔 중합체는 수 센티미터 내지 수 밀리미터 형태일 수 있다. 구체적으로, 얻어지는 함수겔 중합체의 크기는 주입되는 단량체 조성물의 농도 및 주입속도 등에 따라 다양하게 나타날 수 있는데, 통상 중량 평균 입경이 2 내지 50 mm 인 함수겔 중합체가 얻어질 수 있다.For example, as described above, the hydrogel polymer obtained by thermal polymerization by supplying hot air or heating the reactor to a reactor such as a kneader having a stirring shaft is fed to the reactor outlet according to the shape of the stirring shaft provided in the reactor. The discharged hydrogel polymer may be in the form of several centimeters to several millimeters. Specifically, the size of the hydrogel polymer obtained may vary depending on the concentration and injection rate of the injected monomer composition, and a hydrogel polymer having a weight average particle diameter of 2 to 50 mm can be obtained.

또한, 상술한 바와 같이 이동 가능한 컨베이어 벨트를 구비한 반응기 또는 바닥이 납작한 용기에서 광중합을 진행하는 경우, 통상 얻어지는 함수겔 중합체의 형태는 벨트의 너비를 가진 시트 상의 함수겔 중합체일 수 있다. 이 때, 중합체 시트의 두께는 주입되는 단량체 조성물의 농도 및 주입속도 또는 주입량에 따라 달라지나, 통상 약 0.5 내지 약 5 cm의 두께를 가진 시트 상의 중합체가 얻어질 수 있도록 단량체 조성물을 공급하는 것이 바람직하다. 시트 상의 중합체의 두께가 지나치게 얇을 정도로 단량체 조성물을 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.In addition, as described above, when photopolymerization is carried out in a reactor equipped with a movable conveyor belt or a flat-bottomed container, the form of the hydrogel polymer obtained may be a hydrogel polymer on a sheet having the width of the belt. At this time, the thickness of the polymer sheet varies depending on the concentration of the injected monomer composition, the injection rate, or the injection amount, but it is preferable to supply the monomer composition so that a polymer sheet having a thickness of about 0.5 to about 5 cm can be obtained. do. When the monomer composition is supplied so that the thickness of the polymer on the sheet is too thin, the production efficiency is low, which is not preferable. When the thickness of the polymer on the sheet exceeds 5 cm, the polymerization reaction occurs evenly over the entire thickness due to the excessively thick thickness. it may not be

이때 이와 같은 방법으로 얻어진 함수겔 중합체는 함수율이 30 내지 70 중량%일 수 있다. 예를 들어, 상기 함수겔 중합체의 함수율은 30 중량% 이상, 40 중량% 이상, 또는 50 중량% 이상이면서, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 또는 60 중량% 이하일 수 있다. 상기 함수겔 중합체의 함수율이 지나치게 낮은 경우 이후 분쇄 단계에서 적절한 표면적을 확보하기 어려워 효과적으로 분쇄되지 않을 수 있고, 상기 함수겔 중합체의 함수율이 지나치게 높은 경우 이후 분쇄 단계에서 받는 압력이 증가하여 원하는 입도까지 분쇄시키기 어려울 수 있다.In this case, the hydrogel polymer obtained by this method may have a moisture content of 30 to 70 wt%. For example, the water content of the hydrogel polymer may be 30% by weight or more, 40% by weight or more, or 50% by weight or more, and 70% by weight or less, 65% by weight or less, or 60% by weight or less. If the water content of the hydrogel polymer is too low, it may not be effectively pulverized because it is difficult to secure an appropriate surface area in the subsequent pulverization step, and if the water content of the hydrogel polymer is too high, the pressure applied in the pulverization step afterward increases to a desired particle size. it can be difficult to do

한편, 본 명세서 전체에서 "함수율"은 전체 함수겔 중합체 중량에 대해 차지하는 수분의 함량으로 함수겔 중합체의 중량에서 건조 상태의 중합체의 중량을 뺀 값을 의미한다. 구체적으로는, 적외선 가열을 통해 크럼 상태의 중합체의 온도를 올려 건조하는 과정에서 중합체 중의 수분증발에 따른 무게감소분을 측정하여 계산된 값으로 정의한다. 이때, 건조 조건은 상온에서 약 180℃까지 온도를 상승시킨 뒤 180℃에서 유지하는 방식으로 총 건조시간은 온도상승단계 5분을 포함하여 40분으로 설정하여, 함수율을 측정한다.Meanwhile, throughout the present specification, "moisture content" refers to a value obtained by subtracting the weight of the polymer in a dry state from the weight of the hydrogel polymer as the content of moisture occupied with respect to the total weight of the hydrogel polymer. Specifically, it is defined as a value calculated by measuring the weight loss due to evaporation of moisture in the polymer during drying by raising the temperature of the polymer in the crumb state through infrared heating. At this time, the drying condition is set to 40 minutes including 5 minutes of the temperature rise step in such a way that the temperature is raised from room temperature to about 180°C and then maintained at 180°C, and the moisture content is measured.

이러한 단계 1을 통해 형성된 함수겔 중합체는 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체들이 중합되어 형성된 메인 사슬들이 상기 내부 가교제에 의해 가교되는 형태의 3차원 망상 구조를 갖는다. 이와 같이, 함수겔 중합체가 3차원 망상 구조를 갖는 경우, 내부 가교제에 의해 추가 가교되지 않은 2차원 선형 구조를 경우에 비하여 고흡수성 수지의 제반 물성인 보수능 및 가압 흡수능이 현저히 향상될 수 있다.The hydrogel polymer formed through step 1 has a three-dimensional network structure in which main chains formed by polymerization of the water-soluble ethylenically unsaturated monomers are crosslinked by the internal crosslinking agent. As such, when the hydrogel polymer has a three-dimensional network structure, the water holding capacity and absorbency under pressure, which are general physical properties of the superabsorbent polymer, can be significantly improved compared to the case of a two-dimensional linear structure that is not further crosslinked by an internal crosslinking agent.

(단계 2) (Step 2)

상기 단계는 상기 함수겔 중합체를 상기 카르복실산계 첨가제와 혼합 후 분쇄하여, 함수 고흡수성 수지 입자 및 상기 첨가제가 포함된 분쇄물을 제조하는 단계로, 상기 함수겔 중합체를 쵸핑하는 것이 아닌, 최종 제품에 적용될 수 있는 약 150 ㎛ 내지 약 850 ㎛ 입자 크기까지 분쇄된 함수 고흡수성 수지 입자를 제조하며, 이를 위하여 상기 카르복실산계 첨가제를 사용한다.In the above step, the hydrogel polymer is mixed with the carboxylic acid-based additive and then pulverized to prepare a pulverized product including the water-containing superabsorbent polymer particles and the additive, rather than chopping the hydrogel polymer, but a final product. To prepare water-containing superabsorbent polymer particles pulverized to a particle size of about 150 μm to about 850 μm that can be applied to, the carboxylic acid-based additive is used for this purpose.

이때 카르복실산계 첨가제는 상기 화학식 1로 표시되는 카르복실산 및 이의 금속염으로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상이다. 구체적으로는, 상기 카르복실산계 첨가제는 상기 화학식 1로 표시되는 카르복실산, 상기 화학식 1로 표시되는 카르복실산의 알칼리금속염 및 상기 화학식 1로 표시되는 카르복실산의 알칼리토금속염으로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상이다. 보다 구체적으로는 상기 카르복실산계 첨가제는 상기 화학식 1로 표시되는 카르복실산, 상기 화학식 1로 표시되는 카르복실산의 알칼리금속염 및 상기 화학식 1로 표시되는 카르복실산의 알칼리토금속염 중 하나이다.In this case, the carboxylic acid-based additive is at least one selected from the group consisting of the carboxylic acid represented by Formula 1 and a metal salt thereof. Specifically, the carboxylic acid-based additive is a carboxylic acid represented by Formula 1, an alkali metal salt of the carboxylic acid represented by Formula 1, and an alkaline earth metal salt of a carboxylic acid represented by Formula 1 at least one selected from More specifically, the carboxylic acid-based additive is one of the carboxylic acid represented by the formula (1), an alkali metal salt of the carboxylic acid represented by the formula (1), and an alkaline earth metal salt of the carboxylic acid represented by the formula (1).

상기 화학식 1에서, A는 소수성을 나타내는 부분으로 탄소수 5 내지 21의 선형 또는 분지형 알킬기일 수 있으나, A가 선형 구조의 알킬기인 경우가 분쇄된 입자들의 응집을 억제하고 분산성을 향상시킨다는 측면에서 보다 유리하다. A가 탄소수 5 미만의 알킬기인 경우 사슬 길이가 짧아 분쇄된 입자들의 응집 제어가 효과적으로 이루어지지 못한다는 문제가 있고, A가 탄소수 21 초과의 알킬기인 경우 상기 첨가제의 이동성(mobility)이 감소되어 함수겔 중합체에 효과적으로 혼합되지 않거나, 첨가제의 비용 상승으로 인하여 조성물 단가가 높아지는 문제가 있을 수 있다. In Formula 1, A is a hydrophobic portion and may be a linear or branched alkyl group having 5 to 21 carbon atoms, but when A is an alkyl group having a linear structure, aggregation of pulverized particles is suppressed and dispersibility is improved in terms of more advantageous When A is an alkyl group having less than 5 carbon atoms, there is a problem that the aggregation control of the pulverized particles is not effectively achieved due to the short chain length, and when A is an alkyl group having more than 21 carbon atoms, the mobility of the additive is reduced and the hydrogel It may not be effectively mixed with the polymer, or there may be a problem in that the cost of the composition increases due to an increase in the cost of the additive.

구체적으로는, 상기 화학식 1에서, A는 탄소수 5 내지 21의 선형 알킬, 즉, n-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, n-노닐, n-데카닐, n-운데카닐, n-도데카닐, n-트리데카닐, n-테트라데카닐, n-펜타데카닐, n-헥사데카닐, n-헵타데카닐, n-옥타데카닐, n-노나데카닐, n-이코사닐, 또는 n-헤티코사닐일 수 있다. Specifically, in Formula 1, A is a linear alkyl having 5 to 21 carbon atoms, that is, n-pentyl, n-hexyl, n-heptyl, n-octyl, n-nonyl, n-decanyl, n-undecanyl , n-dodecanyl, n-tridecanyl, n-tetradecanyl, n-pentadecanyl, n-hexadecanyl, n-heptadecanyl, n-octadecanyl, n-nonadecanyl, n- icosanil, or n-heticosanyl.

보다 구체적으로는, A는 탄소수 6 내지 18의 선형 알킬일 수 있다. 예를 들어, A는 -C6H13, -C11H23, -C12H25, -C17H35, 또는 -C18H37일 수 있다.More specifically, A may be a linear alkyl having 6 to 18 carbon atoms. For example, A may be -C 6 H 13 , -C 11 H 23 , -C 12 H 25 , -C 17 H 35 , or -C 18 H 37 .

또한, 상기 화학식 1에서, (B1-B2) 부분은 C 부분만으로 부족할 수 있는 중합체 표면에 대한 흡착 성능을 향상시키는 역할을 하는 부분으로, B2의 탄소수가 3개 이상인 경우에는 B1 부분과 C 부분의 거리가 멀어져, 함수겔 중합체에 대한 흡착 성능이 저하될 수 있다.In addition, in Formula 1, the (B 1 -B 2 ) moiety serves to improve the adsorption performance to the polymer surface, which may be insufficient only with the C moiety, and when the carbon number of B 2 is 3 or more, the B 1 moiety As the distance between the portion C and C increases, the adsorption performance for the hydrogel polymer may be deteriorated.

이때, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 선형 또는 분지형의 탄소수 1 내지 4의 알킬일 수 있고, 보다 구체적으로는, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, sec-부틸, 또는 tert-부틸일 수 있으나, 상기 첨가제가 고흡수성 수지 입자에 흡착된다는 측면에서, 첨가제 분자 구조가 벌키(bulky)하지 않은 것이 유리하므로, R1 및 R2는 모두 메틸일 수 있다. In this case, R 1 and R 2 are each independently, linear or branched alkyl having 1 to 4 carbon atoms, more specifically, R 1 and R 2 are each independently, methyl, ethyl, propyl, isopropyl , butyl, isobutyl, sec-butyl, or tert-butyl, but in terms of adsorption of the additive to the superabsorbent polymer particles, it is advantageous that the molecular structure of the additive is not bulky, so R 1 and R 2 may be all methyl.

또한, 상기 화학식 1에서, n은 1, 2, 또는 3일 수 있다. 보다 구체적으로, (B1-B2)의 개수를 의미하는 n은, (B1-B2) 부분이 C 부분에 대한 흡착 성능을 보강하기 위한 것인 점과 상기 카르복실산계 첨가제가 함수겔 중합체에 효과적으로 흡착되기 위한 분자 길이를 고려할 때, n은 1인 것이 바람직하다.Also, in Formula 1, n may be 1, 2, or 3. More specifically, n that indicates the number of (B 1 -B 2) is, (B 1 -B 2) a function part to a point and the acid-based additives for enhancing the adsorption capacity of the gel portion C Considering the molecular length for effectively adsorbing to the polymer, n is preferably 1.

구체적으로는, 상기 화학식 1에서, B1

Figure pat00003
,
Figure pat00004
, 또는
Figure pat00005
일 수 있고, 여기서, *는 이웃하는 원자와의 결합 사이트이다.Specifically, in Formula 1, B 1 is
Figure pat00003
,
Figure pat00004
, or
Figure pat00005
may be, where * is a binding site with a neighboring atom.

예를 들어, B1

Figure pat00006
, 또는
Figure pat00007
일 수 있다. For example, B 1 is
Figure pat00006
, or
Figure pat00007
can be

또한, 상기 화학식 1에서, B2

Figure pat00008
,
Figure pat00009
,
Figure pat00010
,
Figure pat00011
,
Figure pat00012
, 또는
Figure pat00013
일 수 있고, 여기서, *는 이웃하는 원자와의 결합 사이트이다. 이때, C 부분과 함께 가교 중합체에 대한 첨가제의 흡착 성능을 향상시킨다는 측면에서 B2
Figure pat00014
,
Figure pat00015
, 또는
Figure pat00016
인 것이 바람직하다.In addition, in Formula 1, B 2 is
Figure pat00008
,
Figure pat00009
,
Figure pat00010
,
Figure pat00011
,
Figure pat00012
, or
Figure pat00013
may be, where * is a binding site with a neighboring atom. At this time, in terms of improving the adsorption performance of the additive to the crosslinked polymer together with the C part, B 2 is
Figure pat00014
,
Figure pat00015
, or
Figure pat00016
It is preferable to be

또한, 상기 화학식 1에서, C 부분은 친수성을 나타내는 부분으로 카르복실기(COOH)이며, 다만 상기 카르복실산계 첨가제가 염인 경우 카르복실레이트기(COO-)이다. In addition, in Formula 1, part C is a hydrophilic part and is a carboxyl group (COOH), but when the carboxylic acid-based additive is a salt, it is a carboxylate group (COO - ).

다시 말하여, 상기 카르복실산계 첨가제는 하기 화학식 1a로 표시되는 화합물일 수 있다:In other words, the carboxylic acid-based additive may be a compound represented by the following Chemical Formula 1a:

[화학식 1a][Formula 1a]

Figure pat00017
Figure pat00017

상기 화학식 1a에서, In Formula 1a,

M은 H+, 알칼리금속의 1가 양이온, 또는 알칼리토금속의 2가 양이온이고, M is H + , a monovalent cation of an alkali metal, or a divalent cation of an alkaline earth metal,

k는 M이 H+ 또는 알칼리금속의 1가 양이온이면 1이고, 알칼리토금속의 2가 양이온이면 2이며,k is 1 if M is H + or a monovalent cation of an alkali metal, and 2 if M is a divalent cation of an alkaline earth metal,

A, B1, B2 및 n에 대한 설명은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다. Descriptions of A, B 1 , B 2 and n are the same as defined in Formula 1 above.

보다 구체적으로, 상기 카르복실산계 첨가제가 상기 화학식 1로 표시되는 카르복실산의 알칼리금속염인 경우, 상기 첨가제는 하기 화학식 1'로 표시될 수 있다:More specifically, when the carboxylic acid-based additive is an alkali metal salt of a carboxylic acid represented by Formula 1, the additive may be represented by Formula 1':

[화학식 1'] [Formula 1']

Figure pat00018
Figure pat00018

상기 화학식 1'에서, In Formula 1',

M1은 알칼리금속, 예를 들어, 나트륨 또는 칼륨이고,M 1 is an alkali metal, for example sodium or potassium,

A, B1, B2 및 n에 대한 설명은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다. Descriptions of A, B 1 , B 2 and n are the same as defined in Formula 1 above.

또한, 상기 카르복실산계 첨가제가 상기 화학식 1로 표시되는 카르복실산의 알칼리토금속염인 경우, 상기 첨가제는 하기 화학식 1"로 표시될 수 있다:In addition, when the carboxylic acid-based additive is an alkaline earth metal salt of a carboxylic acid represented by Formula 1, the additive may be represented by Formula 1”:

[화학식 1"][Formula 1"]

Figure pat00019
Figure pat00019

상기 화학식 1"에서, M2는 알칼리토금속, 예를 들어, 칼슘이고,In Formula 1", M 2 is an alkaline earth metal, for example, calcium,

A, B1, B2 및 n에 대한 설명은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다. Descriptions of A, B 1 , B 2 and n are the same as defined in Formula 1 above.

일 예로, 상기 카르복실산계 첨가제는 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 카르복실산일 수 있다: For example, the carboxylic acid-based additive may be any one carboxylic acid selected from the group consisting of:

Figure pat00020
Figure pat00020

Figure pat00021
.
Figure pat00021
.

또는, 상기 카르복실산계 첨가제는 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 알칼리금속염일 수 있다:Alternatively, the carboxylic acid-based additive may be any one alkali metal salt selected from the group consisting of:

Figure pat00022
Figure pat00022

Figure pat00023
Figure pat00023

상기에서, above,

M1은 각각 독립적으로, 알칼리금속이다.M 1 is each independently an alkali metal.

또는, 상기 카르복실산계 첨가제는 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 알칼리토금속염일 수 있다:Alternatively, the carboxylic acid-based additive may be any one alkaline earth metal salt selected from the group consisting of:

Figure pat00024
Figure pat00024

Figure pat00025
Figure pat00025

상기에서, above,

M2는 각각 독립적으로, 알칼리토금속이다.M 2 is each independently an alkaline earth metal.

예를 들어, 상기 카르복실산계 첨가제는 하기 화학식 1-1 내지 1-7로 표시되는 화합물 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:For example, the carboxylic acid-based additive may be any one of compounds represented by the following Chemical Formulas 1-1 to 1-7, but is not limited thereto:

Figure pat00026
.
Figure pat00026
.

한편, 상기 카르복실산계 첨가제는 상기 함수겔 중합체 100 중량부 대비 0.01 내지 10 중량부로 사용될 수 있다. 상기 첨가제가 지나치게 적게 사용되는 경우, 상기 함수겔 중합체 표면에 골고루 흡착되지 않아 분쇄 후 입자들의 재응집 현상이 발생할 수 있고, 상기 첨가제가 지나치게 많이 사용되는 경우 최종 제조된 고흡수성 수지의 제반 물성이 저하될 수 있다. 예를 들어, 상기 카르복실산계 첨가제는 상기 함수겔 중합체 100 중량부 대비 0.01 중량부 이상, 0.015 중량부 이상, 또는 0.1 중량부 이상이면서, 5 중량부 이하, 3 중량부 이하, 2 중량부 이하, 또는 1 중량부 이하로 사용될 수 있다.Meanwhile, the carboxylic acid-based additive may be used in an amount of 0.01 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the hydrogel polymer. When the additive is used too little, it is not uniformly adsorbed on the surface of the hydrogel polymer, which may cause re-agglomeration of the particles after pulverization. can be For example, the carboxylic acid-based additive is 0.01 parts by weight or more, 0.015 parts by weight or more, or 0.1 parts by weight or more, and 5 parts by weight or less, 3 parts by weight or less, 2 parts by weight or less, relative to 100 parts by weight of the hydrogel polymer; Or 1 part by weight or less may be used.

이러한 첨가제를 함수겔 중합체에 혼합하는 방법은, 상기 함수겔 중합체에 이들을 고르게 혼합할 수 있는 방법이라면 특별히 한정되지 않고, 적절히 채택하여 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 첨가제를 건식으로 혼합하거나, 용매에 용해시킨 후 용액 상태로 혼합하거나, 또는 상기 첨가제를 용융시킨 다음 혼합할 수 있다.A method of mixing these additives with the hydrogel polymer is not particularly limited as long as it is a method capable of uniformly mixing them with the hydrogel polymer, and may be appropriately adopted and used. Specifically, the additive may be mixed in a dry manner, dissolved in a solvent and then mixed in a solution state, or the additive may be melted and then mixed.

이 중 예를 들어, 상기 첨가제는 용매에 용해된 용액 상태로 혼합될 수 있다. 이때, 용매로는 건조과정의 용이성과 용매 회수 시스템의 비용을 고려하여 물이 사용될 수 있다. 또한, 상기 용액은 상기 첨가제와 함수겔 중합체를 반응조에 넣고 혼합하거나, 믹서에 함수겔 중합체를 넣고 용액을 분사하는 방법, 연속적으로 운전되는 믹서에 함수겔 중합체와 용액을 연속적으로 공급하여 혼합하는 방법 등을 사용할 수 있다.Among them, for example, the additive may be mixed in a solution state dissolved in a solvent. In this case, water may be used as the solvent in consideration of the ease of the drying process and the cost of the solvent recovery system. In addition, the solution is prepared by mixing the additive and the hydrogel polymer into a reaction tank, or by putting the hydrogel polymer in a mixer and spraying the solution, or by continuously supplying the hydrogel polymer and the solution to a continuously operated mixer and mixing them. etc. can be used.

상기 함수겔 중합체과 첨가제를 혼합한 후에, 이러한 혼합물을 분쇄하여 함수 고흡수성 수지 입자 및 첨가제가 혼합된 분쇄물을 제조할 수 있다. 구체적으로, 상기 분쇄 단계는 분쇄된 함수 고흡수성 수지 입자가 정상 입자 수준의 입도를 갖도록 수행될 수 있다. After mixing the hydrogel polymer and the additive, the mixture may be pulverized to prepare a pulverized product in which the water-containing superabsorbent polymer particles and the additive are mixed. Specifically, the pulverizing step may be performed so that the pulverized water-containing superabsorbent polymer particles have a particle size of a normal particle size.

이때, 분쇄하기 위해 사용되는 분쇄기는 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), 쵸퍼(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 for pulverization is a vertical pulverizer, a turbo cutter, a turbo grinder, a rotary cutter mill, and a cutter mill. , a disc mill, a shred crusher, a crusher, a chopper, and a disc cutter may include any one selected from the group consisting of a grinding device, but Examples are not limited.

또는 분쇄기로, 핀 밀(pin mill), 해머 밀(hammer mill), 스크류 밀(screw mill), 롤 밀(roll mill), 디스크 밀(disc mill) 또는 조그 밀(jog mill) 등을 사용할 수도 있으나, 상술한 예에 한정되는 것은 아니다.Alternatively, as a grinder, a pin mill, a hammer mill, a screw mill, a roll mill, a disk mill, or a jog mill may be used. , but is not limited to the above example.

이 중에서, 상기 분쇄는 쵸퍼(chopper), 보다 구체적으로는 미트 쵸퍼(meat chopper)에 의해 수행될 수 있다. 이때, 상기 미트 쵸퍼는 2개 이상의 다공판을 포함하고, 보다 구체적으로 상기 미트 쵸퍼는 2개 이상의 다공판을 포함하는 세절 모듈을 포함하고, 상기 2개 이상의 다공판 각각은 함수겔 중합체가 통과될 수 있는 일정한 크기를 갖는 다수의 세절공을 구비하고 있는 것일 수 있다. 또한, 상기 다공판 각각의 세절공의 홀 크기(hole size)는 0.2 mm 내지 5 mm일 수 있다. 다시 말하여, 상기 분쇄는 상기 첨가제가 혼합된 함수겔 중합체가 다공판의 세절공을 통과하면서 분쇄될 수 있도록 밀어내는 방식에 의해 수행된다고 볼 수 있다. 이때, 상기 함수겔상 중합체를 밀어내기 위해 압출기가 사용될 수 있는데, 예를 들어 단일 또는 다중 스크류형 압출기가 사용될 수 있다.Among them, the pulverization may be performed by a chopper, more specifically, a meat chopper. At this time, the meat chopper includes two or more perforated plates, and more specifically, the meat chopper includes a chopping module including two or more porous plates, and each of the two or more porous plates is to be passed through the hydrogel polymer. It may be provided with a plurality of small cut-outs having a certain size. In addition, the hole size of each of the small holes in the perforated plate may be 0.2 mm to 5 mm. In other words, it can be seen that the pulverization is performed by pushing the hydrogel polymer mixed with the additive to be pulverized while passing through the small holes of the perforated plate. At this time, an extruder may be used to extrude the hydrogel polymer, for example, a single or multiple screw type extruder may be used.

예를 들어, 상기 카르복실산계 첨가제와 혼합된 함수겔 중합체는 제1 다공판 및 제2 다공판을 포함하는 미트 초퍼를 사용하여 분쇄될 수 있다. 상기 제1 다공판 및 상기 제2 다공판 각각에 구비된 세절공의 홀 크기(hole size, 홀의 직경을 의미함)는 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있고, 이때 분쇄의 용이성을 위해 상기 제2 다공판에 구비된 세절공의 홀 크기가 상기 제1 다공판에 구비된 세절공의 홀 크기에 비해 작은 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 제1 다공판에 구비된 세절공의 홀 크기는 약 1.5 mm 내지 약 5 mm이고, 상기 제2 다공판에 구비된 세절공의 홀 크기는 약 0.2 mm 내지 약 1.2 mm일 수 있다.For example, the hydrogel polymer mixed with the carboxylic acid-based additive may be pulverized using a meat chopper including the first perforated plate and the second perforated plate. The hole size (meaning the diameter of the hole) of the small holes provided in each of the first perforated plate and the second perforated plate may be the same or different from each other, and in this case, for ease of pulverization, the second It is preferable that the hole size of the small cut hole provided in the stencil plate is smaller than the hole size of the small cut hole provided in the first perforated plate. For example, the hole size of the small hole provided in the first perforated plate may be about 1.5 mm to about 5 mm, and the hole size of the small hole provided in the second perforated plate may be about 0.2 mm to about 1.2 mm. there is.

이와 같이, 상기 카르복실산계 첨가제와 혼합된 함수겔 중합체를 홀 크기가 1.5 mm 내지 5 mm인 다수의 세절공을 구비한 제1 다공판에 1차적으로 통과시킨 후, 홀 크기가 0.2 mm 내지 1.2 mm인 다수의 세절공을 구비한 제2 다공판에 2차적으로 통과시켜 분쇄를 진행할 경우, 건조 이후 제품과 동일 수준의 입도 분포가 구현되어 건조체를 분쇄하는 공정을 생략할 수 있고, 이에 따라 미분 발생을 근본적으로 방지할 수 있다는 장점이 있다.As described above, after passing the hydrogel polymer mixed with the carboxylic acid additive through the first perforated plate having a plurality of small holes having a hole size of 1.5 mm to 5 mm, the hole size is 0.2 mm to 1.2 mm When the pulverization is performed by passing it through the second perforated plate having a plurality of fine cut holes of mm in diameter, the particle size distribution at the same level as that of the product is realized after drying, so that the process of pulverizing the dried body can be omitted. It has the advantage of fundamentally preventing the occurrence.

여기서, 분쇄물에 포함되어 있는 "함수 고흡수성 수지 입자"는 수분 함량(함수율)이 약 30 중량% 이상인 입자로, 함수겔 중합체가 건조 공정 없이 입자 형태로 분쇄된 것이므로, 상기 함수겔 중합체와 마찬가지로 30 내지 70 중량%의 함수율을 가질 수 있다. Here, the "water-containing superabsorbent polymer particles" included in the pulverized material are particles having a water content (moisture content) of about 30% by weight or more, and since the water-containing gel polymer is pulverized in the form of particles without a drying process, as with the water-containing gel polymer It may have a moisture content of 30 to 70% by weight.

또한, 상기 함수 고흡수성 수지 입자는 정상 입자 수준의 입자 크기로, 즉, 150 ㎛ 내지 850 ㎛의 입경을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 분쇄물은 총중량 대비 150 ㎛ 내지 850 ㎛의 입경을 갖는 함수 고흡수성 수지 입자를 90 중량% 이상, 92 중량% 이상, 93 중량% 이상, 94 중량% 이상, 또는 95 중량% 이상 포함할 수 있다. 이러한 수지 입자의 입경은 유럽부직포산업협회(European Disposables and Nonwovens Association, EDANA) 규격 EDANA WSP 220.3 방법에 따라 측정될 수 있다. 또는, 상기 분쇄물에서의 150 ㎛ 내지 850 ㎛의 입경을 갖는 함수 고흡수성 수지 입자의 함량은 고흡수성 수지 조성물 제조 시 건조 및 표면가교 공정이후 추가적인 분쇄 공정을 진행하지 않는다는 점을 고려할 때 최종 제조된 고흡수성 수지 조성물에서의 150 ㎛ 내지 850 ㎛의 입경을 갖는 고흡수성 수지 입자의 함량과 동일하다고 볼 수 있다. In addition, the water-containing superabsorbent polymer particles may have a particle size of a normal particle level, that is, a particle diameter of 150 μm to 850 μm. Specifically, the pulverized product contains 90 wt% or more, 92 wt% or more, 93 wt% or more, 94 wt% or more, or 95 wt% or more of the water-containing super absorbent polymer particles having a particle diameter of 150 μm to 850 μm relative to the total weight. can do. The particle size of the resin particles may be measured according to the European Disposables and Nonwovens Association (EDANA) standard EDANA WSP 220.3 method. Alternatively, the content of the water-containing superabsorbent polymer particles having a particle diameter of 150 μm to 850 μm in the pulverized product is the final manufactured product considering that no additional pulverization process is performed after drying and surface crosslinking processes when preparing the superabsorbent polymer composition. It can be seen that the content of the superabsorbent polymer particles having a particle diameter of 150 μm to 850 μm in the superabsorbent polymer composition is the same.

한편, 상기 분쇄물에 포함된 첨가제 중 적어도 일부는 상기 함수 고흡수성 수지 입자의 표면에 존재할 수 있다. 여기서, "상기 첨가제 중 적어도 일부가 함수 고흡수성 수지 입자의 표면에 존재한다"는 의미는, 상기 첨가제 중 적어도 일부가 상기 함수 고흡수성 수지 입자의 표면에 흡착 또는 결합되어 있음을 의미한다. 구체적으로, 상기 첨가제는 상기 고흡수성 수지의 표면에 물리적으로 또는 화학적으로 흡착되어 있을 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 첨가제의 친수성 작용기는 상기 고흡수성 수지 표면의 친수성 부분에 쌍극자-쌍극자 인력(Dipole-dipole interaction)과 같은 분자간 힘에 의해 물리적으로 흡착되어 있을 수 있다. 이와 같이, 상기 첨가제의 친수성 부분은 상기 고흡수성 수지 입자의 표면에 물리적으로 흡착되어 표면을 감싸고, 첨가제의 소수성 부분은 수지 입자의 표면에 흡착되지 않아, 수지 입자는 일종의 마이셀(micelle) 구조의 형태로서 첨가제가 코팅되어 있을 수 있다. 이는 상기 카르복실산계 첨가제가 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체의 중합 공정 중에 투입되는 것이 아니라 중합체 형성 이후 투입되기 때문으로, 상기 첨가제가 중합 공정 중에 투입되어 중합체 내부에 상기 첨가제가 존재하는 경우에 비해, 함수 고흡수성 수지 입자들끼리 재응집되는 현상이 보다 억제될 수 있다. Meanwhile, at least some of the additives included in the pulverized material may be present on the surface of the water-containing superabsorbent polymer particles. Here, “at least a portion of the additives are present on the surface of the water-containing superabsorbent polymer particles” means that at least some of the additives are adsorbed or bonded to the surface of the water-containing superabsorbent polymer particles. Specifically, the additive may be physically or chemically adsorbed on the surface of the superabsorbent polymer. More specifically, the hydrophilic functional group of the additive may be physically adsorbed to the hydrophilic portion of the surface of the superabsorbent polymer by intermolecular forces such as dipole-dipole interaction. As described above, the hydrophilic portion of the additive is physically adsorbed to the surface of the superabsorbent polymer particle to surround the surface, and the hydrophobic portion of the additive is not adsorbed to the surface of the resin particle, so that the resin particle has a type of micelle structure. As an additive may be coated. This is because the carboxylic acid-based additive is not added during the polymerization process of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer, but is added after the polymer is formed. Re-agglomeration between the superabsorbent polymer particles may be further suppressed.

(단계 3) (Step 3)

상기 단계는 상기 분쇄물에 표면 가교제를 혼합 후 건조하여, 표면 중 적어도 일부에 표면 가교층이 형성된 고흡수성 수지 입자 및 상기 첨가제가 포함된 고흡수성 수지 조성물을 제조하는 단계로, 상기 분쇄물을 표면 가교제의 존재 하에 상기 함수 고흡수성 수지 입자의 수분을 건조하면서 동시에 상기 고흡수성 수지 입자의 표면에 표면 가교층을 형성시키는 단계이다. The step is a step of mixing the pulverized material with a surface crosslinking agent and drying the mixture to prepare a superabsorbent polymer composition including superabsorbent polymer particles having a surface crosslinking layer formed on at least a portion of the surface and the additive, wherein the pulverized material is subjected to surface This is a step of forming a surface crosslinking layer on the surface of the superabsorbent polymer particles while drying the moisture of the water-containing superabsorbent polymer particles in the presence of a crosslinking agent.

구체적으로, 상기 분쇄물의 건조는, 제조된 고흡수성 수지 조성물에 포함되어 있는 복수 개의 고흡수성 수지 입자들 각각의 함수율이 약 10 중량% 이하, 구체적으로, 약 0.01 내지 약 10 중량%가 되도록 수행될 수 있다. Specifically, the drying of the pulverized product may be performed so that the moisture content of each of the plurality of superabsorbent polymer particles included in the prepared superabsorbent polymer composition is about 10% by weight or less, specifically, about 0.01 to about 10% by weight. can

또한, 상기 고흡수성 수지 입자에 포함되어 있는 가교 중합체가 표면 가교제를 매개로 추가 가교되어, 상기 고흡수성 수지 입자의 표면 중 적어도 일부에 표면 가교층이 형성될 수 있다. 이는 고흡수성 수지 입자의 표면 가교 밀도를 높이기 위한 것으로, 상기와 같이 고흡수성 수지 입자가 표면 가교층을 더 포함하는 경우, 내부보다 외부의 가교 밀도가 높은 구조를 갖게 된다.In addition, the crosslinked polymer included in the superabsorbent polymer particles may be further crosslinked through a surface crosslinking agent to form a surface crosslinking layer on at least a portion of the surface of the superabsorbent polymer particles. This is to increase the surface crosslinking density of the superabsorbent polymer particles. As described above, when the superabsorbent polymer particles further include a surface crosslinking layer, the superabsorbent polymer particles have a structure having a higher crosslinking density outside than inside.

상기 표면 가교제로는 기존부터 고흡수성 수지의 제조에 사용되던 표면 가교제를 별다른 제한 없이 모두 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 표면 가교제는 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,2-헥산디올, 1,3-헥산디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 2,5-헥산디올, 2-메틸-1,3-펜탄디올, 2-메틸-2,4-펜탄디올, 트리프로필렌 글리콜 및 글리세롤로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 폴리올; 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트 및 글리세롤 카보네이트로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 카보네이트계 화합물; 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르 등의 에폭시 화합물; 옥사졸리디논 등의 옥사졸린 화합물; 폴리아민 화합물; 옥사졸린 화합물; 모노-, 디- 또는 폴리옥사졸리디논 화합물; 또는 환상 우레아 화합물; 등을 포함할 수 있다. As the surface cross-linking agent, any surface cross-linking agent that has been conventionally used in the production of superabsorbent polymers may be used without particular limitation. For example, the surface crosslinking agent is ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,2-hexanediol, 1,3-hexanediol, 2- One selected from the group consisting of methyl-1,3-propanediol, 2,5-hexanediol, 2-methyl-1,3-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, tripropylene glycol and glycerol or more polyols; at least one carbonate-based compound selected from the group consisting of ethylene carbonate, propylene carbonate, and glycerol carbonate; Epoxy compounds, such as ethylene glycol diglycidyl ether; oxazoline compounds such as oxazolidinone; polyamine compounds; oxazoline compounds; mono-, di- or polyoxazolidinone compounds; or a cyclic urea compound; and the like.

구체적으로, 상기 표면 가교제로 상술한 표면 가교제 중 1종 이상, 또는 2종 이상, 또는 3종 이상이 사용될 수 있는데, 예를 들어, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 카보네이트가 같이 사용될 수 있다.Specifically, one or more, or two or more, or three or more of the above-mentioned surface crosslinking agents may be used as the surface crosslinking agent. For example, propylene glycol and ethylene carbonate may be used together.

이러한 표면 가교제는 상기 분쇄물 100 중량부에 대하여 약 0.001 내지 약 5 중량부로 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 표면 가교제는 상기 분쇄물 100 중량부에 대하여 0.005 중량부 이상, 0.01 중량부 이상, 또는 0.05 중량부 이상이고, 5 중량부 이하, 3 중량부 이하, 또는 1 중량부 이하의 함량으로 사용될 수 있다. 표면 가교제의 함량 범위를 상술한 범위로 조절하여 우수한 흡수 제반 물성을 나타내는 고흡수성 수지를 제조할 수 있다.The surface crosslinking agent may be used in an amount of about 0.001 to about 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the pulverized product. For example, the surface crosslinking agent is in an amount of 0.005 parts by weight or more, 0.01 parts by weight or more, or 0.05 parts by weight or more, and 5 parts by weight or less, 3 parts by weight or less, or 1 part by weight or less based on 100 parts by weight of the pulverized product. can be used as By adjusting the content range of the surface crosslinking agent to the above-mentioned range, a superabsorbent polymer having excellent absorbent properties can be prepared.

또한, 상기 표면 가교제에 무기물질을 추가하여 수행될 수 있다. 즉, 상기 표면가교제 및 무기 물질의 존재 하에서, 상기 함수 고흡수성 수지 입자의 표면을 추가 가교하여 표면 가교층을 형성하는 단계를 수행할 수 있다. In addition, it may be carried out by adding an inorganic material to the surface crosslinking agent. That is, in the presence of the surface crosslinking agent and the inorganic material, the step of further crosslinking the surface of the water-containing superabsorbent polymer particles to form a surface crosslinking layer may be performed.

이러한 무기 물질로 실리카(silica), 클레이(clay), 알루미나, 실리카-알루미나 복합재, 티타니아, 아연산화물 및 알루미늄 설페이트로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 무기 물질을 사용할 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 상기 분쇄물 100 중량부에 대하여 약 0.001 내지 약 1 중량부의 함량으로 사용될 수 있다. As the inorganic material, at least one inorganic material selected from the group consisting of silica, clay, alumina, silica-alumina composite, titania, zinc oxide, and aluminum sulfate may be used. The inorganic material may be used in powder form or liquid form, and in particular, 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 0.001 to about 1 part by weight based on 100 parts by weight of the pulverized material.

또한, 상기 표면 가교제를 분쇄물에 혼합하는 방법에 대해서는 그 구성의 한정은 없다. 예를 들어, 표면 가교제와 분쇄물을 반응조에 넣고 혼합하거나, 분쇄물에 표면 가교제를 분사하는 방법, 연속적으로 운전되는 믹서에 분쇄물과 표면 가교제를 연속적으로 공급하여 혼합하는 방법 등을 사용할 수 있다. In addition, about the method of mixing the said surface crosslinking agent with a pulverized product, there is no limitation in the structure. For example, a method of mixing the surface cross-linking agent and the pulverized product into a reaction tank, spraying the pulverized material with the surface cross-linking agent, continuously supplying the pulverized material and the surface cross-linking agent to a continuously operated mixer, and mixing can be used. .

상기 표면 가교제와 분쇄물을 혼합 시, 추가로 물 및/또는 메탄올을 함께 혼합하여 첨가할 수 있다. 물 및 메탄올을 첨가하는 경우, 표면 가교제가 고흡수성 수지 조성물에 골고루 분산될 수 있는 이점이 있다. 다르게는, 상기 표면 가교제를 물 및/또는 메탄올에 용해된 용액 상태로 혼합할 수도 있다. 이때, 추가되는 물 및 메탄올의 함량은 표면 가교제의 고른 분산을 유도하고 고흡수성 수지 조성물의 뭉침 현상을 방지함과 동시에 가교제의 표면 침투 깊이를 최적화하기 위해 적절하게 조절될 수 있다.When mixing the surface cross-linking agent with the pulverized product, water and/or methanol may be mixed and added. When water and methanol are added, there is an advantage that the surface crosslinking agent can be uniformly dispersed in the superabsorbent polymer composition. Alternatively, the surface crosslinking agent may be mixed in a solution state dissolved in water and/or methanol. In this case, the content of the added water and methanol may be appropriately adjusted to induce even dispersion of the surface crosslinking agent, prevent agglomeration of the superabsorbent polymer composition, and at the same time optimize the surface penetration depth of the crosslinking agent.

상기 건조 및 표면 가교 공정은, 유동식(moving type)으로 수행될 수 있다. 이러한 유동식(moving type) 건조는 정치식(fixed-bed type) 건조와는 건조되는 동안의 물질의 유동 유/무로 구분된다.The drying and surface crosslinking process may be performed in a moving type. This moving type drying is divided into fixed-bed type drying and the presence/absence of flow of material during drying.

구체적으로, 상기 유동식(moving type) 건조는 건조체를 기계적으로 교반하면서 건조시키는 방식을 일컫는다. 이때, 열풍이 물질을 통과하는 방향은 물질의 순환 방향과 같을 수도 있고, 상이할 수도 있다. 또는, 물질은 건조기 내부에서 순환하고, 건조기 외부의 별도의 파이프관으로 열매개 유체(열매유)를 통과시켜 물질을 건조시킬 수도 있다.Specifically, the moving type drying refers to a method of drying the drying body while mechanically stirring. At this time, the direction in which the hot air passes through the material may be the same as or different from the circulation direction of the material. Alternatively, the material may be circulated inside the dryer, and the heat medium fluid (fruit oil) may be passed through a separate pipe outside the dryer to dry the material.

반면, 정치식(fixed-bed type) 건조는 공기가 통할 수 있는 다공 철판과 같은 바닥에 건조시키고자 하는 물질을 정지시킨 상태에서, 아래에서 위로 열풍이 물질을 통과하여 건조시키는 방식을 일컫는다. On the other hand, fixed-bed type drying refers to a method in which a material to be dried is stopped on a floor such as a perforated iron plate through which air can pass, and hot air passes through the material from the bottom to dry.

따라서, 상기 단계에서 건조시키고자 하는 분쇄물 내의 함수 고흡수성 수지 입자들간의 응집 현상을 방지하고, 빠른 시간 내 건조를 완료할 수 있다는 측면에서 유동식 건조 방식으로 분쇄물을 건조하는 것이 바람직하다. Therefore, it is preferable to dry the pulverized material by a fluid drying method in terms of preventing aggregation between the water-containing superabsorbent polymer particles in the pulverized material to be dried in the above step, and drying can be completed within a short time.

이러한 유동식 건조 방식에 의해 건조가 가능한 장치로는, 횡형 믹서(Horizontal-type Mixer), 로터리 킬른(Rotary kiln), 패들 드라이어(Paddle Dryer), 스팀 튜브 드라이어(Steam tube dryer), 또는 일반적으로 사용하는 유동식 건조기 등이 사용될 수 있다. As an apparatus capable of drying by such a fluid drying method, a horizontal-type mixer, a rotary kiln, a paddle dryer, a steam tube dryer, or a generally used A fluid dryer or the like may be used.

이때, 건조기 내의 온도를 높이기 위한 승온 수단은 특별히 한정되지 않는다. 열매체를 공급하거나, 열원을 직접 공급하여 가열할 수 있다. 이때, 사용 가능한 열매체의 종류로는 스팀, 열풍, 뜨거운 기름과 같은 승온한 유체 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 또한 공급되는 열매체의 온도는 열매체의 수단, 승온 속도 및 승온 목표 온도를 고려하여 적절히 선택할 수 있다. 한편, 직접 공급되는 열원으로는 전기를 통한 가열, 가스를 통한 가열 방법을 들 수 있으나, 상술한 예에 한정되는 것은 아니다.At this time, the temperature raising means for raising the temperature in a dryer is not specifically limited. It can be heated by supplying a heating medium or by directly supplying a heat source. At this time, as the type of heating medium that can be used, a fluid with increased temperature such as steam, hot air, or hot oil may be used, but it is not limited thereto, and the temperature of the supplied heating medium is determined by the means of the heating medium, the temperature increase rate and the temperature increase target temperature. Considering it, it can be appropriately selected. On the other hand, the directly supplied heat source may be a heating method through electricity or a heating method through a gas, but is not limited to the above-described example.

또한, 건조와 표면 가교 공정을 동시에 수행하기 위해서, 상기 건조는 80℃ 내지 250℃ 온도에서 10 분 내지 3 시간 동안 진행될 수 있다.In addition, in order to simultaneously perform the drying and the surface crosslinking process, the drying may be performed at a temperature of 80° C. to 250° C. for 10 minutes to 3 hours.

구체적으로, 상기 건조기 내의 온도가 80℃ 내지 250℃일 수 있다. 상기 건조기 내의 온도가 지나치게 낮은 경우 건조 시간이 지나치게 길어질 수 있고, 상기 건조 온도가 지나치게 높은 경우, 중합체 표면만 건조되어, 최종 형성되는 고흡수성 수지의 물성이 저하될 우려가 있다. 따라서 바람직하게 상기 건조기 내의 온도는 약 100℃ 내지 약 240℃의 온도에서, 더욱 바람직하게는 약 150℃ 내지 약 220℃의 온도에서 진행될 수 있다. Specifically, the temperature in the dryer may be 80 ℃ to 250 ℃. When the temperature in the dryer is too low, the drying time may be too long. When the drying temperature is too high, only the surface of the polymer is dried, and there is a risk that the physical properties of the superabsorbent polymer finally formed may be reduced. Therefore, preferably, the temperature in the dryer may be carried out at a temperature of about 100 °C to about 240 °C, more preferably at a temperature of about 150 °C to about 220 °C.

또한, 건조 시간의 경우에는 공정 효율 등을 고려하여 약 10 분 내지 약 100 분, 또는 약 30 분 내지 약 80 분 동안 건조될 수 있다. In addition, in the case of drying time, in consideration of process efficiency, etc., it may be dried for about 10 minutes to about 100 minutes, or about 30 minutes to about 80 minutes.

한편, 상기 고흡수성 수지 조성물에 포함된 첨가제 중 적어도 일부는 상기 고흡수성 수지 입자의 표면에 존재할 수 있다. 따라서, 제조된 고흡수성 수지 입자의 표면 중 적어도 일부에는 상기 첨가제가 흡착 또는 결착되어 있을 수 있고, 다른 일부에는 표면 가교층이 형성되어 있을 수 있다. Meanwhile, at least some of the additives included in the superabsorbent polymer composition may be present on the surface of the superabsorbent polymer particles. Accordingly, the additive may be adsorbed or bound to at least a portion of the surface of the prepared superabsorbent polymer particles, and a surface cross-linking layer may be formed on the other portion.

또한, 상기 방법으로 제조된 고흡수성 수지 조성물은, 상기 고흡수성 수지 입자 및 상기 카르복실산계 첨가제 이외에, 상기 첨가제가 함수겔 중합체와 함께 분쇄 이후 건조되는 과정에서 B1의 에스테르 결합이 분해되어 형성되는 화합물을 더 포함할 수 있다.In addition, in the superabsorbent polymer composition prepared by the above method, in addition to the superabsorbent polymer particles and the carboxylic acid-based additive, the ester bond of B 1 is decomposed and formed while the additive is pulverized and dried together with the hydrogel polymer. It may further include a compound.

구체적으로, 상기 첨가제가 n이 1이고, B1이 -OCO-인 화합물인 경우, 상기 고흡수성 수지 조성물은 A-OH 구조의 알코올과 HOOC-B2-C 구조의 화합물을 더 포함할 수 있다.Specifically, when the additive is a compound in which n is 1 and B 1 is -OCO-, the superabsorbent polymer composition may further include an alcohol having an A-OH structure and a compound having a HOOC-B 2 -C structure. .

또한, 상기 첨가제가 n이 1이고, B1이 -COO-인 화합물인 경우, 상기 고흡수성 수지 조성물은 A-COOH 구조의 카르복실산과 HO-B2-C 구조의 화합물을 더 포함할 수 있다.In addition, when the additive is a compound in which n is 1 and B 1 is -COO-, the superabsorbent polymer composition may further include a carboxylic acid having an A-COOH structure and a compound having a HO-B 2 -C structure. .

또한, 상기 첨가제가 n이 1이고, B1이 -COOCH(R1)COO-인 화합물인 경우, 상기 고흡수성 수지 조성물은 A-COOH 구조의 카르복실산과 HOCH(R1)COO-B2-C 구조의 화합물을 더 포함할 수 있다.In addition, when the additive is a compound in which n is 1 and B 1 is -COOCH(R 1 )COO-, the superabsorbent polymer composition includes a carboxylic acid having an A-COOH structure and HOCH(R 1 )COO-B 2 - It may further include a compound of structure C.

이와 같이, 상기 고흡수성 수지 조성물이 첨가제 분자 내 에스테르 결합이 분해되어 형성되는 화합물을 더 포함함으로써, 첨가제들의 이동도(mobility)가 증가되어, 분쇄 이후 재응집 되는 현상이 더욱 방지될 수 있다.As such, since the superabsorbent polymer composition further includes a compound formed by decomposition of an ester bond in an additive molecule, mobility of the additives is increased, and re-agglomeration after pulverization can be further prevented.

또한, 상기 제조 방법 공정 중 미세결정질 셀룰로오스(Microcrystalline Cellulose)와 같은 분자 내 다수의 하이드록시기 함유 글루코스 유닛(glucose unit)을 갖는 화합물은 사용되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 고흡수성 수지 조성물이 FMC 사에서 입수 가능한 하기 화학식 3으로 표시되는 아비셀(AVICEL)® PH-101과 같은 평균 입경이 1 내지 10 ㎛의 미세결정질 셀룰로오스를 포함하는 경우 다수의 하이드록시기로 인하여 최종 제조된 고흡수성 수지 입자간의 응집이 억제되지 못하여 상술한 첨가제에 의한 효과가 효과적으로 발현되지 않을 수 있다. In addition, a compound having a plurality of hydroxyl groups-containing glucose units in a molecule, such as microcrystalline cellulose, may not be used during the manufacturing method process. For example, when the superabsorbent polymer composition includes microcrystalline cellulose having an average particle diameter of 1 to 10 μm, such as AVICEL ® PH-101 represented by the following formula 3 available from FMC, a plurality of hydroxy Due to the group, aggregation between the particles of the superabsorbent polymer finally prepared cannot be suppressed, and thus the effect of the above-described additives may not be effectively expressed.

[화학식 3][Formula 3]

Figure pat00027
Figure pat00027

상기와 같이, 일 구현예에 따라 제조된 고흡수성 수지 조성물 내대부분이 정상 입자이고 미분 함량은 낮아, 상기 분쇄물의 건조 이후에, 추가적인 분쇄 단계를 포함하지 않을 수 있다. 이에 따라, 추가적인 분급 단계 또한 포함하지 않을 수 있다. 즉, 추가적인 분쇄/분급 단계 없이도 제품에 적용 가능한 고흡수성 수지 조성물의 제조가 가능하나, 제품이 적용되는 용도 및 필요에 따라, 미분쇄를 추가적으로 실시하거나, 분급 공정을 추가적으로 실시할 수도 있다.As described above, since most of the inner portion of the superabsorbent polymer composition prepared according to the exemplary embodiment is normal particles and the fine powder content is low, an additional pulverizing step may not be included after drying the pulverized product. Accordingly, an additional classification step may not be included. That is, it is possible to manufacture a superabsorbent polymer composition applicable to a product without an additional pulverization/classification step, but fine pulverization may be additionally performed or a classification process may be additionally performed according to the use and necessity to which the product is applied.

한편, 상기의 제조 방법으로 제조된 고흡수성 수지 조성물은, 별도의 분급 공정 없이도 미분 함량이 낮고, 종래 방법으로 제조한 고흡수성 수지 조성물 대비 제반 물성인 보수능(CRC)과 가압흡수능(AUP)이 동등 수준 이상일 수 있다. 또한, 상기 고흡수성 수지 조성물은 높은 겉보기 밀도(bulk density)를 가지면서도, 동등 수준의 표면장력을 나타낸다는 특징이 있다. 이는, 상기 카르복실산계 첨가제에 포함되어 있는 소수성 작용기인 A 부분이 분쇄된 고흡수성 수지 입자의 표면에 소수성을 부여하여 입자간 마찰력을 완화시켜 고흡수성 수지의 겉보기 밀도를 증가시키면서도, 첨가제에 포함되어 있는 친수성 작용기 C 부분 또한 고흡수성 수지 입자에 결합되어 수지의 표면 장력이 저하되지 않도록 하기 때문이다. On the other hand, the super absorbent polymer composition prepared by the above manufacturing method has a low fine powder content without a separate classification process, and has excellent water holding capacity (CRC) and absorbency under pressure (AUP) compared to the superabsorbent polymer composition prepared by the conventional method. It can be at or above the equivalent level. In addition, the superabsorbent polymer composition is characterized in that it exhibits an equivalent level of surface tension while having a high bulk density. This is because part A, which is a hydrophobic functional group included in the carboxylic acid-based additive, imparts hydrophobicity to the surface of the pulverized superabsorbent polymer particles to relieve friction between particles to increase the apparent density of the superabsorbent polymer, and is included in the additive. This is because the hydrophilic functional group C portion present is also bonded to the superabsorbent polymer particles so that the surface tension of the resin is not lowered.

구체적으로, 상기와 같이 제조된 고흡수성 수지 조성물은, 총중량 대비 150 ㎛ 내지 850 ㎛의 입경을 갖는 고흡수성 수지 입자, 즉 정상 입자를 90 중량% 이상, 91 중량% 이상, 또는 91.5 중량% 이상 포함할 수 있다.Specifically, the superabsorbent polymer composition prepared as described above contains 90 wt% or more, 91 wt% or more, or 91.5 wt% or more of superabsorbent polymer particles having a particle diameter of 150 μm to 850 μm relative to the total weight, that is, normal particles. can do.

또한, 상기 고흡수성 수지 조성물은, 총중량 대비 150 ㎛ 미만의 입경을 갖는 미분을 약 10 중량% 미만, 구체적으로는 약 5 중량% 미만, 보다 구체적으로는 약 4 중량%, 보다 구체적으로는 약 3 중량% 미만으로 포함할 수 있다. 이는 함수겔 중합체를 건조한 이후 분쇄하여 고흡수성 수지를 제조하는 경우 약 10 중량% 내지 약 20 중량%의 미분을 갖는 것과는 대조적이다. In addition, the superabsorbent polymer composition contains fine powder having a particle diameter of less than 150 μm relative to the total weight. Less than 10% by weight, specifically less than about 5% by weight, more specifically about 4% by weight, more specifically less than about 3% by weight. This is in contrast to having about 10 wt% to about 20 wt% of fine powder when the hydrogel polymer is dried and then pulverized to prepare a super absorbent polymer.

또한, 상기 고흡수성 수지 조성물은, EDANA 법 WSP 241.3에 따라 측정한 보수능(CRC)이 25 g/g 이상, 27 g/g 이상, 또는 28 g/g 이상이면서 45 g/g 이하의 범위를 가질 수 있다. In addition, the superabsorbent polymer composition has a water holding capacity (CRC) of 25 g/g or more, 27 g/g or more, or 28 g/g or more and 45 g/g or less, measured according to the EDANA method WSP 241.3. can have

또한, 상기 고흡수성 수지 조성물은, EDANA법 WSP 242.3에 따라 측정한 0.7 psi에서의 가압흡수능(AUP)이 18 g/g 이상, 19 g/g 이상 또는 20 g/g 이상이면서, 26 g/g 이하, 25 g/g 이하, 또는 24 g/g 이하일 수 있다.In addition, the superabsorbent polymer composition has an absorbency under pressure (AUP) of 18 g/g or more, 19 g/g or more, or 20 g/g or more at 0.7 psi measured according to WSP 242.3 of the EDANA method, and 26 g/g or less, 25 g/g or less, or 24 g/g or less.

또한, 상기 고흡수성 수지 조성물은, 겉보기 밀도(bulk density)가 0.5 내지 0.8 g/ml일 수 있다. 이때, 겉보기 밀도는, 고흡수성 수지 조성물 약 100g을 깔때기 형태의 벌크 밀도 측정기기에 넣고 100 ml 용기에 흘러내린 후 용기 내에 들어간 고흡수성 수지의 중량을 측정하였다. 즉, 겉보기 밀도는 (고흡수성 수지 조성물 중량)/(용기 부피, 100 ml)로 계산된다. 보다 구체적으로는, 상기 고흡수성 수지 조성물은 겉보기 밀도(bulk density)가 0.65 내지 0.73 g/ml, 또는 0.68 내지 0.72 g/ml일 수 있다.In addition, the superabsorbent polymer composition may have an apparent density (bulk density) of 0.5 to 0.8 g/ml. At this time, the apparent density was measured by placing about 100 g of the superabsorbent polymer composition into a funnel-shaped bulk density measuring device, flowing it down into a 100 ml container, and then measuring the weight of the super absorbent polymer in the container. That is, the apparent density is calculated as (weight of superabsorbent polymer composition)/(volume of container, 100 ml). More specifically, the superabsorbent polymer composition may have an apparent density (bulk density) of 0.65 to 0.73 g/ml, or 0.68 to 0.72 g/ml.

또한, 상기 고흡수성 수지 조성물은, 표면 장력이 68 mN/m 이상 72 mN/m 미만일 수 있다. 이때, 표면 장력은, 고흡수성 수지 0.5 g을 0.9% 염수 40 mL에 넣고, 350 rpm 속도로 3분간 교반한 다음, 팽윤된 고흡수성 수지가 포함된 염수에 대해 표면장력측정기로 측정할 수 있다. In addition, the superabsorbent polymer composition may have a surface tension of 68 mN/m or more and less than 72 mN/m. In this case, the surface tension can be measured by adding 0.5 g of the superabsorbent polymer to 40 mL of 0.9% saline, stirring at 350 rpm for 3 minutes, and then measuring the brine containing the swollen superabsorbent polymer with a surface tension meter.

이하, 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들이 제시된다. 그러나 하기의 실시예들은 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 발명을 이들만으로 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments are presented to help the understanding of the invention. However, the following examples are only for illustrating the invention, and do not limit the invention thereto.

실시예 - 고흡수성 수지 조성물의 제조Example - Preparation of super absorbent polymer composition

실시예 1Example 1

(단계 1)(Step 1)

교반기, 온도계를 장착한 3L 유리 용기에 아크릴산 100 g(1.388 mol), 내부 가교제 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(Mn= 508) 0.26 g, 광중합 개시제 디페닐(2, 4,6-트리메틸벤조일)포스핀옥사이드 0.008 g, 열중합 개시제 과황산나트륨 0.2 g, 32%의 가성소다 용액 123.5 g을 상온에서 혼합하여, 단량체 조성물을 제조하였다(아크릴산의 중화도: 70 몰%, 고형분 함량: 45 중량%).In a 3L glass container equipped with a stirrer and a thermometer, 100 g (1.388 mol) of acrylic acid, 0.26 g of internal crosslinking agent polyethylene glycol diacrylate (Mn = 508), and photopolymerization initiator diphenyl (2, 4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide 0.008 g, 0.2 g of sodium persulfate, a thermal polymerization initiator, and 123.5 g of a 32% caustic soda solution were mixed at room temperature to prepare a monomer composition (neutralization degree of acrylic acid: 70 mol%, solid content: 45 wt%).

이후, 상기 단량체 조성물을 폭 10 cm, 길이 2 m의 벨트가 50 cm/min의 속도로 회전하는 컨베이어 벨트 상에 500 ~ 2000 mL/min의 속도로 공급하였다. 그리고, 상기 단량체 조성물의 공급과 동시에 10 mW/cm2의 세기를 갖는 자외선을 조사하여 60 초 동안 중합 반응을 진행하여, 함수율이 55 중량%인 함수겔 중합체를 얻었다.Thereafter, the monomer composition was supplied at a rate of 500 to 2000 mL/min on a conveyor belt in which a belt having a width of 10 cm and a length of 2 m was rotated at a speed of 50 cm/min. Then, at the same time as the supply of the monomer composition, the polymerization reaction was carried out for 60 seconds by irradiating ultraviolet rays having an intensity of 10 mW/cm 2 to obtain a hydrogel polymer having a water content of 55 wt%.

(단계 2)(Step 2)

다음으로, 상기 중합 반응을 통해 얻은 함수겔 중합체에 하기 화학식 1-6으로 표시되는 소듐 스테아로일-2-락틸레이트(Sodium stearoyl-2-lactylate, Almax-6900, 일신웰스 사 제조, 융점: 48-51℃)를 상기 함수겔 중합체 100 중량부 대비 0.3 중량부가 되도록 고온의 물에 수용액 형태로 혼합한 후, 미트 쵸퍼(meat chopper)를 이용하여 150 ㎛ 내지 850 ㎛의 입경을 갖는 입자가 되도록 분쇄하였다. 이때, 사용한 미트 쵸퍼는 복수 개의 다공판을 포함하는 세절 모듈을 포함하고, 각각의 다공판은 다수 개의 세절공이 형성되어 있어, 함수겔 중합체가 다수 개의 세절공을 통해 세절된 상태로 배출되게 된다. 구체적으로, 제조된 함수겔 중합체를 세절공의 홀 크기(hole size)는 2 mm인 다공판을 1차적으로 통과시킨 후, 세절공의 홀 크기가 0.5 mm인 다공판을 2차적으로 통과시켜, 정상 입자 수준으로 분쇄하였다. 이때, 분쇄물에 포함된 함수 고흡수성 수지 입자의 함수율은 55 중량%이었다.Next, sodium stearoyl-2-lactylate (Almax-6900, manufactured by Ilshin Wells, Ltd., melting point: 48) represented by the following Chemical Formula 1-6 in the hydrogel polymer obtained through the polymerization reaction -51° C.) was mixed in an aqueous solution in high temperature water so as to be 0.3 parts by weight relative to 100 parts by weight of the hydrogel polymer, and then pulverized to particles having a particle diameter of 150 μm to 850 μm using a meat chopper. did. At this time, the used meat chopper includes a minced module including a plurality of perforated plates, and each porous plate has a plurality of fine cut holes, so that the hydrogel polymer is discharged in a minced state through the plurality of fine cut holes. Specifically, the prepared hydrogel polymer was first passed through a perforated plate having a hole size of 2 mm, and then passed through a perforated plate having a hole size of 0.5 mm secondarily through the prepared hydrogel polymer, Grind to normal particle level. At this time, the water content of the water-containing super absorbent polymer particles included in the pulverized product was 55 wt%.

[화학식 1-6][Formula 1-6]

Figure pat00028
Figure pat00028

(단계 3) (Step 3)

이후, 상기 분쇄물 200 g에 초순수 4.5 g, 표면 가교제 프로필렌 글리콜 0.1 g 및 에틸렌 카보네이트 0.4 g를 혼합한 표면가교용 혼합 용액을 투여하고 1 분간 혼합하였다. 다음, 혼합물을 유동식으로 건조가 가능한 패들 드라이어(Paddle Dryer)에 투입 후 내부 온도 185℃에서 60 분 동안 혼련하여, 건조 및 표면 가교 반응을 진행하였다. 반응 완료 후 추가적인 분쇄 공정 없이 고흡수성 수지 조성물을 얻었다. Thereafter, a mixed solution for surface crosslinking in which 4.5 g of ultrapure water, 0.1 g of a surface crosslinking agent propylene glycol, and 0.4 g of ethylene carbonate were mixed was administered to 200 g of the pulverized product and mixed for 1 minute. Next, the mixture was put into a paddle dryer capable of drying in a fluid manner, and then kneaded at an internal temperature of 185° C. for 60 minutes, followed by drying and surface crosslinking. After completion of the reaction, a superabsorbent polymer composition was obtained without an additional pulverization process.

실시예 2Example 2

실시예 1에서 내부 가교제 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트를 0.15 g 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 고흡수성 수지 조성물을 제조하였다.A superabsorbent polymer composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.15 g of the internal crosslinking agent polyethylene glycol diacrylate was used in Example 1.

실시예 3Example 3

실시예 2에서 표면가교용 혼합 용액 내 에틸렌 카보네이트를 0.5 g 사용한 것을 제외하고는, 실시예 2과 동일한 방법을 사용하여 고흡수성 수지 조성물을 제조하였다.A superabsorbent polymer composition was prepared in the same manner as in Example 2, except that 0.5 g of ethylene carbonate was used in the mixed solution for surface crosslinking in Example 2.

실시예 4Example 4

실시예 2에서 소듐 스테아로일-2-락틸레이트 대신에 소듐 C14-18-2-락틸레이트(Sodium C14-18-2-Lactylate, Almax-6600, 일신웰스 사 제조, 융점: 44-46℃) 사용한 것을 제외하고는, 실시예 2과 동일한 방법을 사용하여 고흡수성 수지 조성물을 제조하였다.In Example 2, sodium C 14-18 -2-lactylate instead of sodium stearoyl-2-lactylate (Sodium C 14-18 -2-Lactylate, Almax-6600, manufactured by Ilshin Wells, melting point: 44-46 ℃), except that a superabsorbent polymer composition was prepared in the same manner as in Example 2.

실시예 5Example 5

실시예 2에서 소듐 스테아로일-2-락틸레이트 대신에 하기 화학식 1-1로 표시되는 모노라우릴 말리에이트(monolauryl maleate)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 2과 동일한 방법을 사용하여 고흡수성 수지 조성물을 제조하였다. 이때, 하기 화학식 1-1로 표시되는 모노라우릴 말리에이트는 말레산 무수물(Maleic acid anhydride)과 1-도데칸올을 1:1의 몰비로 혼합 후 60℃에서 3 시간동안 반응시켜 제조하였다. Superabsorbent absorption was performed in the same manner as in Example 2, except that monolauryl maleate represented by the following formula 1-1 was used instead of sodium stearoyl-2-lactylate in Example 2 A resin composition was prepared. In this case, monolauryl maleate represented by the following Chemical Formula 1-1 was prepared by mixing maleic acid anhydride and 1-dodecanol in a molar ratio of 1:1 and reacting at 60° C. for 3 hours.

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Figure pat00029
Figure pat00029

비교예 1Comparative Example 1

(중합) 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여, 함수율이 55 중량%인 함수겔 중합체를 얻었다. (Polymerization) Using the same method as in Example 1, a hydrogel polymer having a water content of 55 wt% was obtained.

(Chopping) 다음으로, 상기 중합 반응을 통해 얻은 함수겔 중합체에 실시예 1과 동일한 함량의 물을 혼합한 후, 세절공의 홀 크기 16 mm의 다공판을 갖는 미트 쵸퍼(meat chopper)를 이용하여 절단하였다. (Chopping) Next, the water-containing gel polymer obtained through the polymerization reaction was mixed with the same amount of water as in Example 1, and then using a meat chopper having a perforated plate having a hole size of 16 mm. cut.

(건조) 이후, 상기 절단된 함수겔 중합체 200 g에 초순수 4.5 g, 프로필렌 글리콜 0.1 g 및 에틸렌 카보네이트 0.4 g를 혼합한 표면가교용 혼합 용액을 투여하고 1 분간 혼합하였다. 다음, 혼합물을 패들 드라이어에 투입 후 건조 및 표면 가교 반응을 진행하고자 하였으나, 함수겔 중합체간 뭉침 현상으로 혼련이 진행되지 못하였다. After (drying) , a mixed solution for surface crosslinking in which 4.5 g of ultrapure water, 0.1 g of propylene glycol, and 0.4 g of ethylene carbonate were mixed with 200 g of the cut hydrogel polymer was administered and mixed for 1 minute. Next, after putting the mixture into a paddle dryer, drying and surface crosslinking reaction were attempted, but kneading could not proceed due to aggregation between the hydrogel polymers.

비교예 2Comparative Example 2

실시예 1에서 상기 화학식 1-6으로 표시되는 소듐 스테아로일-2-락틸레이트 대신 폴리에틸렌 글리콜(Mw= 2000, Miwon Specialty Chemical Co.사 제조)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 고흡수성 수지 조성물을 제조하였으나, 쵸퍼 내부에 과도한 압력이 발생하여 중합체가 다공판을 통과하여 토출되지 못하고 기기가 정지되었다.In Example 1, the same method as in Example 1, except that polyethylene glycol (Mw=2000, manufactured by Miwon Specialty Chemical Co.) was used instead of sodium stearoyl-2-lactylate represented by Formula 1-6. was used to prepare a superabsorbent polymer composition, but excessive pressure was generated inside the chopper, so that the polymer could not be discharged through the perforated plate and the machine was stopped.

비교예 3Comparative Example 3

실시예 1에서 상기 화학식 1-6으로 표시되는 소듐 스테아로일-2-락틸레이트 대신 Sodium polyoxyethylene(3) lauryl ether carboxylate(LCA-30D, Sanyo chemical 사 제조)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 고흡수성 수지 조성물을 제조하였다.Example 1, except that sodium polyoxyethylene (3) lauryl ether carboxylate (LCA-30D, manufactured by Sanyo chemical) was used instead of sodium stearoyl-2-lactylate represented by Formula 1-6 in Example 1 A superabsorbent polymer composition was prepared using the same method as described above.

비교예 4Comparative Example 4

(중합) 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여, 함수율이 55 중량%인 함수겔 중합체를 얻었다. (Polymerization) Using the same method as in Example 1, a hydrogel polymer having a water content of 55 wt% was obtained.

(Chopping) 다음으로, 상기 중합 반응을 통해 얻은 함수겔 중합체에 실시예 1과 동일한 함량의 물을 혼합한 후, 홀 크기가 16 mm인 다수의 세절공을 구비한 다공판을 갖는 미트 쵸퍼(meat chopper)를 이용하여 분쇄하였다. (Chopping) Next, after mixing the same amount of water as in Example 1 with the hydrogel polymer obtained through the polymerization reaction, a meat chopper having a perforated plate having a number of small holes having a hole size of 16 mm (meat chopper) chopper) was used to pulverize.

(건조) 이후, 상기 쵸핑된 함수겔 중합체를 200℃의 오븐에서 30 분간 정치식으로 건조시켰다. (Drying) After that, the chopped hydrogel polymer was dried by standing in an oven at 200° C. for 30 minutes.

(분쇄/분급) 건조된 중합체를 절단식 분쇄기(PULVERISETTE 19, Fritsch 사 제조)로 입자 크기가 약 2 mm가 되도록 조분쇄한 다음 분급하여, 분급된 입자 중 850 ㎛ 초과의 입자를 롤 밀(66 F Gran-U-Lizer, MPE사 제조)로 미분쇄하였고, 이를 정상 입자 및 미분 입자로 분급하였다. (Pulverization/Classification) The dried polymer is coarsely pulverized to a particle size of about 2 mm with a cutting grinder (PULVERISETTE 19, manufactured by Fritsch), and then classified, and among the classified particles, larger than 850 μm is removed by a roll mill (66 F Gran-U-Lizer (manufactured by MPE) was finely pulverized, and it was classified into normal particles and fine particles.

(표면 가교) 이후, 상기 분급된 정상 입자 200 g g에 초순수 4.5 g, 프로필렌 글리콜 0.1 g 및 에틸렌 카보네이트 0.4 g를 혼합한 표면가교용 혼합 용액을 투여하고 1 분간 혼합한 다음 198℃에서 60 분 동안 컨벡션 오븐을 이용하여 표면 가교 반응을 진행하였다. 이후 이를 분급하여 150 내지 850 ㎛ 크기의 고흡수성 수지 입자가 포함된 고흡수성 수지 조성물을 제조하였다. (Surface crosslinking) Then , a mixed solution for surface crosslinking in which 4.5 g of ultrapure water, 0.1 g of propylene glycol, and 0.4 g of ethylene carbonate are mixed with 200 g of the classified normal particles is administered, mixed for 1 minute, and then convection was performed at 198°C for 60 minutes. The surface crosslinking reaction was performed using an oven. Thereafter, they were classified to prepare a superabsorbent polymer composition containing superabsorbent polymer particles having a size of 150 to 850 μm.

시험예 1Test Example 1

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 고흡수성 수지 조성물에 대하여, 아래와 같은 방법으로 원심분리 보수능(CRC) 및 가압흡수능(AUP)을 각각 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. For the superabsorbent polymer compositions prepared in Examples and Comparative Examples, centrifugation retention capacity (CRC) and absorbency under pressure (AUP) were respectively measured in the following manner, and the results are shown in Table 1 below.

(1) 원심분리 보수능 (CRC, Centrifuge Retention Capacity)(1) Centrifuge Retention Capacity (CRC)

각 수지 조성물의 무하중하 흡수 배율에 의한 보수능을 유럽부직포산업협회(European Disposables and Nonwovens Association, EDANA) 규격 EDANA WSP 241.3에 따라 측정하였다. The water holding capacity of each resin composition according to the no-load absorption magnification was measured according to the European Disposables and Nonwovens Association (EDANA) standard EDANA WSP 241.3.

구체적으로, 실시예 및 비교예를 통해 각각 얻은 수지 조성물에서, #30-50의 체로 분급한 수지 조성물을 얻었다. 이러한 수지 조성물 W0(g) (약 0.2g)을 부직포제의 봉투에 균일하게 넣고 밀봉(seal)한 후, 상온에서 생리식염수(0.9 중량%)에 침수시켰다. 30분 경과 후, 원심 분리기를 이용하여 250G의 조건 하에서 상기 봉투로부터 3분간 물기를 빼고, 봉투의 질량 W2(g)을 측정하였다. 또, 수지를 이용하지 않고 동일한 조작을 한 후에 그때의 질량 W1(g)을 측정하였다. Specifically, in the resin compositions obtained through Examples and Comparative Examples, a resin composition classified through a sieve of #30-50 was obtained. This resin composition W 0 (g) (about 0.2 g) was uniformly put in a non-woven bag and sealed, and then immersed in physiological saline (0.9 wt %) at room temperature. After 30 minutes, the bag was drained of water for 3 minutes under the conditions of 250G using a centrifugal separator, and the mass W 2 (g) of the bag was measured. Further, after the same operation without using the resin then the weight W 1 (g) was measured.

얻어진 각 질량을 이용하여 하기 수학식 1에 따라 CRC(g/g)를 산출하였다.Using each obtained mass, CRC (g/g) was calculated according to Equation 1 below.

[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

(2) 가압 흡수능 (AUP: Absorbency under Pressure)(2) Absorbency under Pressure (AUP)

상기 실시예 및 비교예의 고흡수성 수지 조성물의 0.7 psi의 가압 흡수능을, EDANA법 WSP 242.3에 따라 측정하였다. The absorbency under pressure of 0.7 psi of the superabsorbent polymer compositions of Examples and Comparative Examples was measured according to WSP 242.3 of the EDANA method.

먼저, 가압 흡수능 측정시에는, 상기 CRC 측정시의 수지 First, when measuring the absorbency under pressure, the resin at the time of the CRC measurement

유리 필터를 두고, 0.9 중량% 염화나트륨으로 구성된 생리식염수를 유리 필터의 윗면과 동일 레벨이 되도록 하였다. 그 위에 직경 90mm의 여과지 1장을 실었다. 여과지 위에 상기 측정 장치를 싣고, 액을 하중 하에서 1시간 동안 흡수시켰다. 1시간 후 측정 장치를 들어올리고, 그 중량 W4(g)을 측정하였다.A glass filter was placed, and physiological saline composed of 0.9 wt% sodium chloride was placed at the same level as the upper surface of the glass filter. One filter paper having a diameter of 90 mm was loaded thereon. The measuring device was placed on the filter paper, and the liquid was absorbed under load for 1 hour. After 1 hour, the measuring device was lifted and the weight W 4 (g) was measured.

얻어진 각 질량을 이용하여 하기 수학식 2에 따라 가압 흡수능(g/g)을 산출하였다.The absorbency under pressure (g/g) was calculated according to the following Equation 2 using each of the obtained masses.

[수학식 2][Equation 2]

AUP(g/g) = [W4(g) - W3(g)]/W0(g)AUP(g/g) = [W 4 (g) - W 3 (g)]/W 0 (g)

첨가제additive 정상입자
함량
(중량%)
normal particle
content
(weight%)
미분 발생량
(중량%)
differential generation
(weight%)
SAP 물성SAP properties
CRC
(g/g)
CRC
(g/g)
AUP
(g/g)
AUP
(g/g)
S/T
(mN/m)
S/T
(mN/m)
BD (g/ml)BD (g/ml)
실시예 1Example 1 소듐 스테아로일-2-락틸레이트Sodium Stearoyl-2-lactylate 91.191.1 2.92.9 28.328.3 20.220.2 72.372.3 0.690.69 실시예 2Example 2 소듐 스테아로일-2-락틸레이트Sodium Stearoyl-2-lactylate 92.292.2 2.22.2 36.136.1 21.321.3 71.871.8 0.690.69 실시예 3Example 3 소듐 스테아로일-2-락틸레이트Sodium Stearoyl-2-lactylate 92.092.0 2.32.3 34.934.9 23.823.8 71.771.7 0.690.69 실시예 4Example 4 소듐 C14-18-2-락틸레이트Sodium C 14-18 -2-lactylate 91.991.9 2.42.4 35.935.9 21.621.6 72.172.1 0.690.69 실시예 5Example 5 모노라우릴 말리에이트monolauryl maleate 91.991.9 2.32.3 36.036.0 21.521.5 71.671.6 0.690.69 비교예 1Comparative Example 1 -- 측정
불가
measurement
impossible
측정
불가
measurement
impossible
측정
불가
measurement
impossible
측정
불가
measurement
impossible
측정
불가
measurement
impossible
측정
불가
measurement
impossible
비교예 2Comparative Example 2 폴리에틸렌 글리콜polyethylene glycol 측정
불가
measurement
impossible
측정
불가
measurement
impossible
측정
불가
measurement
impossible
측정
불가
measurement
impossible
측정
불가
measurement
impossible
측정
불가
measurement
impossible
비교예 3Comparative Example 3 소듐 폴리옥시에틸렌(3) 라우릴 에테르 카르복실레이트Sodium polyoxyethylene (3) lauryl ether carboxylate 92.192.1 3.03.0 26.126.1 20.420.4 61.561.5 0.680.68 비교예 4Comparative Example 4 -- 90.190.1 9.29.2 35.835.8 22.922.9 71.971.9 0.670.67

상기 표 1에서 나타난 바와 같이, 함수겔 중합체 분쇄 시 상기 카르복실산계 첨가제를 투입하여 고흡수성 수지 조성물을 제조한 실시예의 경우, 이러한 첨가제를 사용하지 않은 비교예 1 및 폴리에틸렌 글리콜을 사용한 비교예 2와는 달리, 함수겔 중합세 분쇄 후 이러한 분쇄물의 건조 및 표면가교 공정을 동시에 수행하는 것이 가능함을 알 수 있다.As shown in Table 1, in the case of the example in which the superabsorbent polymer composition was prepared by adding the carboxylic acid-based additive during pulverization of the hydrogel polymer, Comparative Example 1 not using such an additive and Comparative Example 2 using polyethylene glycol Alternatively, it can be seen that it is possible to simultaneously perform the drying and surface crosslinking processes of the pulverized product after the hydrogel polymerization and pulverization.

특히, 실시예에서 고흡수성 수지 조성물 제조 시 건조 및 표면가교 공정 이후 추가적인 분쇄 공정을 진행하지 않아 실시예의 최종 측정된 정상입자 함량은 (단계 2)에서 제조된 분쇄물에서의 정상입자 함량과 동일하다 볼 수 있으므로, 상기 비교예 1 및 2의 고흡수성 수지 조성물의 제조 방법과는 달리 함수겔 중합체를 정상 입자까지 수준까지 분쇄할 수 있음이 확인된다.In particular, in the preparation of the superabsorbent polymer composition in Examples, the final measured normal particle content in the example is the same as the normal particle content in the pulverized product prepared in (Step 2) because an additional grinding process is not performed after the drying and surface crosslinking processes. As can be seen, it is confirmed that the hydrogel polymer can be pulverized to the level of normal particles, unlike the method for preparing the superabsorbent polymer composition of Comparative Examples 1 and 2 above.

또한, 상기 실시예에 따라 제조된 고흡수성 수지 조성물은, 소듐 폴리옥시에틸렌(3) 라우릴 에테르 카르복실레이트를 함수겔 중합체 분쇄 전 투입하여 제조된 비교예 3의 고흡수성 수지 조성물 대비, 동등 수준 이상의 보수능 및 가압흡수능을 가지면서도 동시에 표면 장력이 크고 겉보기 밀도(bulk density)가 높음을 확인할 수 있다.In addition, the superabsorbent polymer composition prepared according to the above Example was equivalent to that of the superabsorbent polymer composition of Comparative Example 3 prepared by adding sodium polyoxyethylene (3) lauryl ether carboxylate before pulverizing the hydrogel polymer. It can be confirmed that the surface tension is large and the bulk density is high while having the above water holding capacity and absorbency under pressure.

또한, 상기 실시예에 따라 제조된 고흡수성 수지 조성물은, 도 1에 기재된 바와 같은 종래 공정에 따라 제조된, 구체적으로 첨가제 사용 없이 쵸핑한 이후 건조 후 분쇄 및 분급 공정을 거친 다음 별도로 표면가교 공정을 진행한 비교예 4의 고흡수성 수지 조성물 대비, 미분 발생량이 현저히 감소되었다. In addition, the superabsorbent polymer composition prepared according to the above example was prepared according to the conventional process as described in FIG. 1, specifically, after chopping without the use of additives, dried, pulverized and classified, and then separately subjected to a surface crosslinking process. Compared to the superabsorbent polymer composition of Comparative Example 4, the amount of fine powder generated was significantly reduced.

따라서, 고흡수성 수지 제조 시 상기 카르복실산계 첨가제를 함수겔 중합체 분쇄 시 첨가한 후 건조와 표면 가교 공정을 동시에 진행하는 경우, 추가적인 분쇄 공정 없이도 정상 입자 수준까지 분쇄가 가능하면서 미분발생량이 저감되고 향상된 표면 장력 및 겉보기 밀도 값을 고흡수성 수지를 제조할 수 있음을 알 수 있다.Therefore, when the carboxylic acid-based additive is added during pulverization of the hydrogel polymer in the production of the superabsorbent polymer and the drying and surface crosslinking processes are simultaneously performed, pulverization to the normal particle level is possible without an additional pulverization process, while the amount of fine powder is reduced and improved It can be seen that the surface tension and apparent density values can be used to prepare the superabsorbent polymer.

Claims (20)

1) 내부 가교제 및 중합 개시제의 존재 하에, 적어도 일부가 중화된 산성기를 갖는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체를 가교 중합하여 함수겔 중합체를 형성하는 단계;
2) 상기 함수겔 중합체를 카르복실산계 첨가제와 혼합 후 분쇄하여, 함수 고흡수성 수지 입자 및 상기 첨가제가 포함된 분쇄물을 제조하는 단계; 및
3) 상기 분쇄물에 표면 가교제를 혼합 후 건조하여, 표면 중 적어도 일부에 표면 가교층이 형성된 고흡수성 수지 입자 및 상기 첨가제가 포함된 고흡수성 수지 조성물을 제조하는 단계를 포함하고,
상기 카르복실산계 첨가제는 하기 화학식 1로 표시되는 카르복실산 및 이의 염으로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상인,
고흡수성 수지 조성물의 제조 방법:
[화학식 1]
Figure pat00030

상기 화학식 1에서,
A는 탄소수 5 내지 21의 알킬이고,
B1은 -OCO-, -COO-, 또는 -COOCH(R1)COO-이고,
B2는 -CH2-, -CH2CH2-, -CH(R2)-, -CH=CH-, 또는 -C≡C-이고,
여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,
n은 1 내지 3의 정수이고,
C는 카르복실기이다.
1) forming a hydrogel polymer by crosslinking and polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer having an acidic group at least partially neutralized in the presence of an internal crosslinking agent and a polymerization initiator;
2) mixing the hydrogel polymer with a carboxylic acid-based additive and then pulverizing to prepare water-containing superabsorbent polymer particles and a pulverized product containing the additive; and
3) mixing a surface crosslinking agent with the pulverized product and drying the mixture to prepare a superabsorbent polymer composition including superabsorbent polymer particles having a surface crosslinking layer formed on at least a portion of the surface and the additive;
The carboxylic acid-based additive is at least one selected from the group consisting of carboxylic acids represented by the following formula (1) and salts thereof,
Method for preparing the superabsorbent polymer composition:
[Formula 1]
Figure pat00030

In Formula 1,
A is alkyl having 5 to 21 carbon atoms,
B 1 is -OCO-, -COO-, or -COOCH(R 1 )COO-,
B 2 is -CH 2 -, -CH 2 CH 2 -, -CH(R 2 )-, -CH=CH-, or -C≡C-,
Here, R 1 and R 2 are each independently an alkyl having 1 to 4 carbon atoms,
n is an integer from 1 to 3,
C is a carboxyl group.
제1항에 있어서,
상기 함수겔 중합체는 함수율이 30 중량% 내지 70 중량%인,
고흡수성 수지 조성물의 제조 방법.
According to claim 1,
The hydrogel polymer has a moisture content of 30 wt% to 70 wt%,
A method for preparing a superabsorbent polymer composition.
제1항에 있어서,
상기 화학식 1에서,
A는 -C6H13, -C11H23, -C12H25, -C17H35, 또는 -C18H37인,
고흡수성 수지 조성물의 제조 방법.
According to claim 1,
In Formula 1,
A is -C 6 H 13 , -C 11 H 23 , -C 12 H 25 , -C 17 H 35 , or -C 18 H 37 ;
A method for preparing a superabsorbent polymer composition.
제1항에 있어서,
상기 화학식 1에서,
B1
Figure pat00031
, 또는
Figure pat00032
이고,
여기서, *는 이웃하는 원자와의 결합 사이트인,
고흡수성 수지 조성물의 제조 방법.
According to claim 1,
In Formula 1,
B 1 is
Figure pat00031
, or
Figure pat00032
ego,
where * is a binding site with a neighboring atom,
A method for preparing a superabsorbent polymer composition.
제1항에 있어서,
상기 화학식 1에서,
B2
Figure pat00033
,
Figure pat00034
, 또는
Figure pat00035
이고,
여기서, *는 이웃하는 원자와의 결합 사이트인,
고흡수성 수지 조성물의 제조 방법.
According to claim 1,
In Formula 1,
B 2 is
Figure pat00033
,
Figure pat00034
, or
Figure pat00035
ego,
where * is a binding site with a neighboring atom,
A method for preparing a superabsorbent polymer composition.
제1항에 있어서,
상기 카르복실산계 첨가제는 상기 화학식 1로 표시되는 카르복실산, 이의 알칼리금속염 및 이의 알칼리토금속염으로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상인,
고흡수성 수지 조성물의 제조 방법.
According to claim 1,
The carboxylic acid-based additive is at least one selected from the group consisting of a carboxylic acid represented by Formula 1, an alkali metal salt thereof, and an alkaline earth metal salt thereof,
A method for preparing a superabsorbent polymer composition.
제1항에 있어서,
상기 카르복실산계 첨가제는 하기 화학식 1-1 내지 1-7로 표시되는 화합물 중 어느 하나인,
고흡수성 수지 조성물의 제조 방법:
Figure pat00036
.
According to claim 1,
The carboxylic acid-based additive is any one of the compounds represented by the following formulas 1-1 to 1-7,
Method for preparing the superabsorbent polymer composition:
Figure pat00036
.
제1항에 있어서,
상기 카르복실산계 첨가제는 상기 함수겔 중합체 100 중량부 대비 0.01 내지 10 중량부로 사용되는,
고흡수성 수지 조성물의 제조 방법.
According to claim 1,
The carboxylic acid-based additive is used in an amount of 0.01 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the hydrogel polymer,
A method for preparing a superabsorbent polymer composition.
제1항에 있어서,
상기 카르복실산계 첨가제는 용매에 용해된 용액 상태로 혼합되는,
고흡수성 수지 조성물의 제조 방법.
According to claim 1,
The carboxylic acid-based additive is mixed in a solution state dissolved in a solvent,
A method for preparing a superabsorbent polymer composition.
제1항에 있어서,
상기 분쇄는 미트 쵸퍼(meat chopper)에 의해 수행되는,
고흡수성 수지 조성물의 제조 방법.
According to claim 1,
The grinding is performed by a meat chopper,
A method for preparing a superabsorbent polymer composition.
제10항에 있어서,
상기 미트 쵸퍼는 2개 이상의 다공판을 포함하고,
상기 2개 이상의 다공판 각각은 일정한 크기를 갖는 다수의 세절공을 구비하고 있는 것인,
고흡수성 수지 조성물의 제조 방법.
11. The method of claim 10,
The meat chopper includes two or more perforated plates,
Each of the two or more perforated plates is provided with a plurality of small holes having a certain size,
A method for preparing a superabsorbent polymer composition.
제11항에 있어서,
상기 미트 쵸퍼는 제1 다공판 및 제2 다공판을 포함하고,
상기 제1 다공판에 구비된 세절공의 홀 크기는 1.5 mm 내지 5 mm이고,
상기 제2 다공판에 구비된 세절공의 홀 크기는 0.2 mm 내지 1.2 mm인,
고흡수성 수지 조성물의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
The meat chopper includes a first perforated plate and a second perforated plate,
The hole size of the small hole provided in the first perforated plate is 1.5 mm to 5 mm,
The hole size of the small hole provided in the second perforated plate is 0.2 mm to 1.2 mm,
A method for preparing a superabsorbent polymer composition.
제1항에 있어서,
상기 함수 고흡수성 수지 입자는 함수율이 30 중량% 내지 70 중량%인,
고흡수성 수지 조성물의 제조 방법.
According to claim 1,
The water-containing super absorbent polymer particles have a moisture content of 30 wt% to 70 wt%,
A method for preparing a superabsorbent polymer composition.
제1항에 있어서,
상기 분쇄물은 총중량 대비 150 ㎛ 내지 850 ㎛의 입경을 갖는 함수 고흡수성 수지 입자를 90 중량% 이상 포함하는,
고흡수성 수지 조성물의 제조 방법.
According to claim 1,
The pulverized product comprises 90% by weight or more of water-containing superabsorbent polymer particles having a particle diameter of 150 μm to 850 μm relative to the total weight,
A method for preparing a superabsorbent polymer composition.
제1항에 있어서,
상기 분쇄물에서 첨가제 중 적어도 일부는 상기 함수 고흡수성 수지 입자의 표면에 존재하는,
고흡수성 수지 조성물의 제조 방법.
According to claim 1,
At least some of the additives in the pulverized material are present on the surface of the water-containing superabsorbent polymer particles,
A method for preparing a superabsorbent polymer composition.
제1항에 있어서,
상기 표면 가교제는 상기 분쇄물 100 중량부 대비 0.001 내지 5 중량부로 사용되는,
고흡수성 수지 조성물의 제조 방법.
According to claim 1,
The surface crosslinking agent is used in an amount of 0.001 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the pulverized product,
A method for preparing a superabsorbent polymer composition.
제1항에 있어서,
상기 건조는 유동식(moving type)으로 수행되는,
고흡수성 수지 조성물의 제조 방법.
According to claim 1,
The drying is carried out in a moving type,
A method for preparing a superabsorbent polymer composition.
제1항에 있어서,
상기 건조는 80℃ 내지 250℃ 온도에서 10 분 내지 3 시간 동안 진행되는,
고흡수성 수지 조성물의 제조 방법.
According to claim 1,
The drying is carried out at a temperature of 80 ° C to 250 ° C for 10 minutes to 3 hours,
A method for preparing a superabsorbent polymer composition.
제1항에 있어서,
제조된 고흡수성 수지 조성물은 총중량 대비 150 ㎛ 미만의 입경을 갖는 미분을 10 중량% 미만으로 포함하는,
고흡수성 수지 조성물의 제조 방법.
According to claim 1,
The prepared superabsorbent polymer composition comprises less than 10% by weight of fine powder having a particle diameter of less than 150 μm relative to the total weight,
A method for preparing a superabsorbent polymer composition.
제1항에 있어서,
상기 분쇄물의 건조 이후, 추가적인 분쇄 단계를 포함하지 않는,
고흡수성 수지 조성물의 제조 방법.
According to claim 1,
After drying the pulverized product, it does not include an additional pulverizing step,
A method for preparing a superabsorbent polymer composition.
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