特表 2022-545510 ポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-10-27

(54)【発明の名称】ポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置

(51)【国際特許分類】

   C08J 3/12 20060101AFI20221020BHJP

   C08J 3/075 20060101ALI20221020BHJP

   B01J 20/26 20060101ALI20221020BHJP

   B01J 20/30 20060101ALI20221020BHJP

   B02C 18/26 20060101ALI20221020BHJP

【ＦＩ】

C08J3/12 CEZ

C08J3/075 CER

B01J20/26 D

B01J20/30

B02C18/26

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022512422

(86)(22)【出願日】2020-10-16

(85)【翻訳文提出日】2022-02-22

(86)【国際出願番号】 KR2020014189

(87)【国際公開番号】W WO2021075921

(87)【国際公開日】2021-04-22

(31)【優先権主張番号】10-2019-0130240

(32)【優先日】2019-10-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2020-0134112

(32)【優先日】2020-10-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】500239823

【氏名又は名称】エルジー・ケム・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100122161

【弁理士】

【氏名又は名称】渡部 崇

(72)【発明者】

【氏名】ヒチャン・ウ

(72)【発明者】

【氏名】ユン・ジェ・ミン

(72)【発明者】

【氏名】ギチョル・キム

【テーマコード（参考）】

4D065

4F070

4G066

【Ｆターム（参考）】

4D065CA01

4D065CA06

4D065CB10

4D065CC01

4D065DD02

4D065DD04

4D065DD26

4D065EB11

4D065EB20

4D065ED03

4D065ED06

4D065ED16

4D065ED23

4D065ED35

4D065EE02

4D065EE07

4D065EE08

4D065EE15

4F070AA11

4F070AA41

4F070CB01

4F070CB14

4F070DA60

4G066AC11B

4G066BA28

4G066CA43

4G066DA07

4G066EA05

4G066FA39

4G066FA40

(57)【要約】

ポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置が開示される。本発明の一実施形態によるポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置は、内部に含水ゲルが移送される移送空間が形成されるバレルボディと、バレルボディに設けられ、前記移送空間に加圧力を供給するポンピング部と、バレルボディの前記移送空間に回転可能に設けられる回転軸と、回転軸に回転駆動力を提供する駆動モータと、回転軸に設けられ、移送空間で加圧力によって移送される含水ゲルを粉砕するカッター部材と、バレルボディに設けられ、カッター部材によって粉砕された含水ゲルを前記バレルボディの外部に排出する多孔板と、を含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に含水ゲルが移送される移送空間が形成されるバレルボディと、
前記バレルボディに設けられ、前記移送空間に加圧力を供給するポンピング部と、
前記バレルボディの前記移送空間に回転可能に設けられる回転軸と、
前記回転軸に回転駆動力を提供する駆動モータと、
前記回転軸に設けられ、前記移送空間で前記加圧力によって移送される含水ゲルを粉砕するカッター部材と、
前記バレルボディに設けられ、前記カッター部材によって粉砕された含水ゲルを前記バレルボディの外部に排出する多孔板と、を含む、ポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置。

【請求項2】

前記バレルボディは、
内部に含水ゲルが移送される移送空間が形成され、上部には前記ポンピング部と連結されてポンピングされた加圧力が移送空間の内部に供給される、請求項１に記載のポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置。

【請求項3】

前記ポンピング部は、
前記バレルボディの上部に設けられ、前記移送空間に連通設置される連結流路と、
前記連結流路に固定設置されるボディ部と、
前記ボディ部の内部に回転可能に設けられ、前記連結流路に加圧力を提供する螺旋状のロータ部と、を含む、請求項２に記載のポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置。

【請求項4】

前記ボディ部の上部には含水ゲルが投入される投入ホッパーが設けられる、請求項３に記載のポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置。

【請求項5】

前記カッター部材および前記多孔板は、前記回転軸に連続的に複数個設けられる、請求項１から４のいずれか一項に記載のポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置。

【請求項6】

前記連結流路には、内部を確認可能な表示窓が設けられる、請求項３に記載のポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置。

【請求項7】

前記連結流路に設けられ、内部圧力が設定圧力範囲の可否をセンシングする圧力センサをさらに含む、請求項３に記載のポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[関連出願の相互参照]
本出願は、２０１９年１０月１８日付の韓国特許出願第１０－２０１９－０１３０２４０号および２０２０年１０月１６日付の韓国特許出願第１０－２０２０－０１３４１１２号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。

【0002】

本発明は、含水ゲルを均一に細切するポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置に関する。

【背景技術】

【0003】

高吸水性樹脂（Ｓｕｐｅｒ Ａｂｓｏｒｂｅｎｔ Ｐｏｌｙｍｅｒ、ＳＡＰ）とは、自重の５百～１千倍程度の水分を吸収できる機能を有する合成高分子物質であって、開発業者ごとにＳＡＭ（Ｓｕｐｅｒ Ａｂｓｏｒｂｅｎｃｙ Ｍａｔｅｒｉａｌ）、ＡＧＭ（Ａｂｓｏｒｂｅｎｔ Ｇｅｌ Ｍａｔｅｒｉａｌ）などそれぞれ異なる名称で名付けられている。このような高吸水性樹脂は生理用品として実用化され始め、現在は、子供用紙おむつなどの衛生用品以外に園芸用土壌保水剤、土木、建築用止水材、育苗用シート、食品流通分野における鮮度保持剤、および湿布用などの材料に幅広く使用されている。

【0004】

前記のような重合反応により得られた含水ゲル（ｈｙｄｒｏｇｅｌ）または含水ゲル状重合体（ｈｙｄｒｏｇｅｌ ｐｏｌｙｍｅｒ）は、一般的に乾燥工程を経て粉砕した後、粉末状の製品として市販される。前記のような乾燥段階を効率的に行うためには含水ゲル状重合体の表面積をできるだけ大きくすることが重要である。したがって、前記乾燥工程前に含水ゲル状重合体の表面積をできるだけ大きくするために、熱重合または光重合により重合された含水ゲル状重合体を簡単に粉砕して乾燥する含水ゲル状重合体の表面積を増やす方法を考慮することができる。上記のように含水ゲル状重合体の表面積を増やすために、含水ゲル状重合体の重合後、これを一次的に粉砕する工程が開示されている。

【0005】

このような含水ゲルの１次粉砕工程で主にチョッパー（ｃｈｏｐｐｅｒ）が用いられている。

【0006】

チョッパーは、含水ゲルを移動させるスクリューと、螺旋を含むバレルと、含水ゲルを切断するカッター刃と、切られた含水ゲルが排出される多孔板とを含む。

【0007】

このような従来のチョッパーは、バレルおよびスクリューに投入される含水ゲル粒子の移動方向が水平である。したがって、多孔板が配置された位置に含水ゲル粒子にかかる圧は均一ではなく、バレルの下部位置が上部より作用圧力が大きくなり、多孔板で均一な細切が行われない問題がある。

【0008】

このように、含水ゲルの細切された粒子の大きさが均一でない場合、含水ゲルの乾燥過程で粒子ごとに不均一な乾燥が発生して、過剰乾燥または未乾燥物が形成される。

【0009】

そこで、含水ゲルの過剰乾燥物は、高吸水性樹脂の製造工程で多くの微粉が発生するので、製造工程に問題が発生することがある。また、含水ゲルの未乾燥物は、製造された高吸水性樹脂の物性だけでなく、粉砕または分級などの工程で円滑な高吸水性樹脂の製造が難しくなる問題がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明は、含水ゲルの均一な細切作業が可能であるので、高吸水性樹脂の製造品質が向上する高吸水性樹脂含水ゲル細切装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明は、内部に含水ゲルが移送される移送空間が形成されるバレルボディと、バレルボディに設けられ、前記移送空間に加圧力を供給するポンピング部と、バレルボディの前記移送空間に回転可能に設けられる回転軸と、回転軸に回転駆動力を提供する駆動モータと、回転軸に設けられ、移送空間で加圧力によって移送される含水ゲルを粉砕するカッター部材と、バレルボディに設けられ、カッター部材によって粉砕された含水ゲルを前記バレルボディの外部に排出する多孔板とを含む。

【0012】

バレルボディは、内部に含水ゲルが移送される移送空間が形成され、上部にはポンピング部と連結されてポンピングされた加圧力が移送空間の内部に供給される。

【0013】

ポンピング部は、バレルボディの上部に設けられ、移送空間に連通設置される連結流路と、連結流路に固定設置されるボディ部と、ボディ部の内部に回転可能に設けられ、連結流路に加圧力を提供する螺旋状のロータ部とを含む。

【0014】

ボディ部の上部には含水ゲルが投入される投入ホッパーが設けられる。

【0015】

カッター部材および多孔板は、回転軸に連続して複数個設けられる。

【0016】

連結流路には、内部を確認可能な表示窓が設けられる。

【0017】

連結流路に設けられ、内部圧力が設定圧力範囲の可否をセンシングする圧力センサをさらに含む。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、含水ゲルは、ポンプ部のポンピング力によってバレルボディの内部空間に全体的に均一に充填された状態で多孔板の側面に加圧されることができる。したがって、含水ゲルは、多孔板の側面の全面積に対して均一に加圧されるので、含水ゲルの均一な加圧状態の細切が可能で吸水性樹脂の製造品質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第１実施形態によるポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置を概略的に示す斜視図である。

【図2】図１のポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置を概略的に示す側面図である。

【図3】図２のポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置を概略的に示す要部切開側面図である。

【図4】本発明の第２実施形態によるポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置を概略的に示す要部切開側面図である。

【図5】本発明の第３実施形態によるポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置を概略的に示す斜視図である。

【図6】本発明の第４実施形態によるポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置を概略的に示す斜視図である。

【図7】本発明の第５実施形態によるポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置を概略的に示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な異なる形態で実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。図面において、本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分を省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素には同一の参照符号を付けた。

【0021】

以下、説明するポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置１００は、高吸水性樹脂の粒子形状により精密に形成して物性を向上させるように設けられる。以下、これについて図面を参照して具体的に説明する。

【0022】

図１は、本発明の第１実施形態によるポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置を概略的に示す斜視図であり、図２は、図１のポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置を概略的に示す側面図であり、図３は、図２のポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置を概略的に示す要部切開側面図である。

【0023】

図１～図３に示すように、本発明の第１実施形態によるポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置１００は、内部に含水ゲルが移送される移送空間１１が形成されるバレルボディ１０と、バレルボディ１０の上部に設けられ、移送空間１１に加圧力を供給するポンピング部６０と、バレルボディ１０の移送空間１１に回転可能に設けられる回転軸２０と、回転軸２０に設けられ、移送空間１１で発生する加圧力により移送される含水ゲルを粉砕するカッター部材４０と、バレルボディ１０に設けられ、カッター部材４０によって粉砕された含水ゲルをバレルボディ１０の外部に排出する多孔板５０とを含む。

【0024】

バレルボディ１０は、内部に含水ゲルが移送される移送空間１１が長さ方向に沿って形成される状態で底面に支持された状態で設けられる。

【0025】

バレルボディ１０の下部には、底面に安定した支持のために支持ベース部１３が突出していてもよい。

【0026】

バレルボディ１０の一側には、後述するカッター部材４０によって粉砕されて多孔板５０を通過した含水ゲル粒子が排出する排出部１４が形成される。

【0027】

このようなバレルボディ１０の内部移送空間１１には、回転軸２０が回転可能に設けられる。

【0028】

回転軸２０は、バレルボディ１０の内部で移送空間１１の長さ方向に沿って回転可能に設けられる。このように回転軸２０を設けることは、後述するカッター部材４０に回転力を提供して含水ゲルを適切に粉砕するためである。

【0029】

回転軸２０は、駆動モータ３０の駆動軸に一端が連結された状態で設けられ、バレルボディ１０の内部で一方向または逆方向に回転可能に設けられる。

【0030】

駆動モータ３０は、バレルボディ１０の一側に設けられ、駆動軸が回転軸２０の一端に連結された状態で設けられるので、回転軸２０がバレルボディ１０の内部に投入される含水ゲルの投入量により、一方向または逆方向に適切な回転速度で回転するように回転駆動力を提供することができる。

【0031】

一方、回転軸２０には、カッター部材４０が設けられる。

【0032】

カッター部材４０は、回転軸２０でバレルボディ１０に形成された排出部１４位置に回転可能に設けられるので、ポンピング部６０の加圧力６２によってバレルボディ１０の移送空間１１で移送された含水ゲルを適切に粉砕するように設けられる。

【0033】

カッター部材４０は、回転軸２０の端部に円形に突出した状態で設けられ、バレルボディ１０の内部から排出部１４方向に移動する含水ゲルを適切に粉砕するように設けられる。カッター部材４０は、回転軸２０の端部に一つが突出した状態で設けられることを例として説明するが、必ずしもこれに限定されるものではなく、回転軸２０の端部に互いに離隔突出して複数個設けられることに変更して適用することも可能である。

【0034】

多孔板５０は、バレルボディ１０の排出部１４位置に設けられることで複数の細切孔が形成される。

【0035】

したがって、カッター部材４０によって粉砕された含水ゲルは、ポンピング部６０で発生した加圧力によってバレルボディ１０の内部で加圧移動するので、多孔板５０の細切孔を通して安定的に排出して細切作業が行われる。

【0036】

一方、バレルボディ１０には、含水ゲルの移送のための加圧力を提供するポンピング部６０が設けられる。

【0037】

ポンピング部６０は、バレルボディ１０の上部に設けられ、移送空間１１に連通されるように設けられる連結流路６１と、連結流路６１に連結固定されるボディ部６３と、ボディ部６３の内部に回転可能に設けられ、連結流路６１に加圧力を提供するロータ部６５とを含む。

【0038】

連結流路６１は、一方はバレルボディ１０の上部に連結されて移送空間１１に連通され、他方はボディ部６３に連結されるように設けられる。

【0039】

連結流路６１は、バレルボディ１０の上側に突出した状態でボディ部６３に連結され、バレルボディ１０の上側にボディ部６３が設けられた状態を支持することが可能である。

【0040】

連結流路６１はスチール材質からなり、ボディ部６３を支持することが可能であり、支持フレーム（図示せず）に設けられた状態でボディ部６３に連結されることも可能である。

【0041】

ボディ部６３は、連結流路６１に連結された状態でバレルボディ１０の上部に設けられ、内部にはロータ部６５が設けられる設置空間が形成される。ボディ部６３は、連結流路６１に連結された状態でバレルボディ１０の上側に円筒形または多角形などの多様な形状に設けられる。

【0042】

連結流路６１は屈曲形成され、ボディ部６３とバレルボディ１０とを互いに連結することを例として説明するが、ポンピング部６０の設置位置を変更する場合、直線形状などに変更が可能である。

【0043】

ボディ部６３の上部には、含水ゲルの投入のための投入ホッパー６７が設けられる。投入ホッパー６７は、ボディ部６３の上側に設けられることに限定されず、ボディ部６３の側面に設けることもできる。また、投入ホッパー６７は、ポンピングモータ６４の位置を変更する場合、ボディ部６３の後側に設けることもできる。

【0044】

したがって、含水ゲルは、投入ホッパー６７を通してボディ部６３の内部に供給された状態で後述するロータ部６５の作動により連結流路６１を通じて移動してバレルボディ１０の内部に供給される。

【0045】

ロータ部６５は、ボディ部６３の内部設置空間に設けられ、使用者の操作制御により選択的に駆動され、ポンピング力を連結流路６１に供給するように設けられる。

【0046】

このような本実施形態のポンピング部６０は、ボディ部１０の内部に螺旋状のロータ部６５が回転可能に設けられ、含水ゲルを加圧移送するポンピング力を提供するプログレッシブキャビティポンプ（ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ ｃａｖｉｔｙ ｐｕｍｐ）タイプに適用される。

【0047】

ロータ部６５は、ポンピングモータ６４の回転力によってボディ部６３の内部で回転可能に設けられる。

【0048】

このようなロータ部６５とポンピングモータ６４との間にはロータスクリュー６８が設けられる。

【0049】

ロータスクリュー６８は、ボディ部６３の内部で設けられ、投入部６７が設けられた位置でボディ部６３の内部に設けられ、ポンピングモータ６４の回転力をロータ部６５に伝達するように設けられる。したがって、含水ゲルは、ポンピング部６０でさらに安定的にポンピングされ、バレルボディ１０の内部に移送される。

【0050】

上述のように、含水ゲルは、投入ホッパー６７を通して供給された状態でロータ部６５のポンピング力によってバレルボディ１０の内部に移動した状態でカッター部材４０によって粉砕される。

【0051】

次に、含水ゲルは、カッター部材４０によって粉砕された状態で移送空間内の加圧力によってさらに移動して多孔板５０を通過しながら適切に細切される。ここで、含水ゲルは、多孔板５０で細切される過程でポンピング部６０のポンピング力によって多孔板５０の側面全体に均一な加圧力で加圧されながら細切される。

【0052】

つまり、含水ゲルは、ポンピング部６０のポンピング圧力によってバレルボディ１０の内部空間に全体的に均一に充填された状態で多孔板５０の側面に加圧される。これにより、含水ゲルは、多孔板５０の側面の全面積に対して均一に加圧されるので、含水ゲルの均一な加圧状態での細切が行われ、吸水性樹脂の製造品質を向上させることができる。

【0053】

図４は、本発明の第２実施形態によるポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置を概略的に示す要部切開側面図である。図１～図３と同一の参照符号は、同一または類似した機能の同一または類似部材を称す。以下、同一の参照符号についてはその詳細な説明を省略する。

【0054】

図４に示すように、本発明の第２実施形態によるポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置３００のカッター部材１４０および多孔板１５０は、回転軸２０に連続的に複数個設けられる。

【0055】

したがって、回転軸２０の回転作動により含水ゲルを複数のカッター部材１４０を用いて粉砕することが可能であるため、効果的な含水ゲルの粉砕作業が行われる。

【0056】

図５は、本発明の第３実施形態によるポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置を概略的に示す斜視図である。図１～図４と同一の参照符号は、同一または類似した機能の同一または類似部材を称す。以下、同一の参照符号についてはその詳細な説明を省略する。

【0057】

図５に示すように、本発明の第３実施形態によるポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置３００は、連結流路を確認可能な表示窓２１０が設けられる。

【0058】

したがって、連結流路６１の詰まりなどによる非正常的な閉鎖状態および含水ゲルの移動状態を容易に確認することができ、迅速な故障対応を行うことができる。

【0059】

図６は、本発明の第４実施形態によるポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置を概略的に示す斜視図である。図１～図５と同一の参照符号は、同一または類似した機能の同一または類似部材を称す。以下、同一の参照符号についてはその詳細な説明を省略する。

【0060】

図６に示すように、本発明の第４実施形態によるポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置４００は、連結流路６１の内部圧力が設定圧力範囲の可否をセンシングする圧力センサ３１０が設けられる。

【0061】

圧力センサ３１０は、連結流路６１の内部圧力が設定圧力を外れる非正常的な圧力でセンシングされる場合、詰まりなどの閉鎖状態または穿孔などの損傷状態を認識して使用者に警告するように設けられる。これにより、非正常的な駆動の迅速な対応措置が可能で使用寿命を延長させることができる。

【0062】

図７は、本発明の第５実施形態によるポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置を概略的に示す斜視図である。図１～図６と同一の参照符号は、同一または類似した機能の同一または類似部材を称す。以下、同一の参照符号についてはその詳細な説明を省略する。

【0063】

図７に示すように、本発明の第５実施形態によるポンプを利用した高吸水性樹脂含水ゲル細切装置５００のポンピング部６０は、バレルボディ１０の側面に設けられ、連結流路６１がバレルボディ１０の側面に連結される。

【0064】

したがって、含水ゲルはバレルボディ部１０の側面からバレルボディ部１０の内部に供給される。本実施形態で連結流路６１は、バレルボディ１０の側面に連結されることを例として説明するが、駆動モータ３０の位置を変更する場合、バレルボディ１０の後側に連結されることもできる。

【0065】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明および添付する図面の範囲内で多様に変形して実施することが可能であり、これもまた本発明の範囲に属するのは当然である。

【符号の説明】

【0066】

１０ バレルボディ
１１ 移送空間
１３ 支持ベース部
２０ 回転軸
３０ 駆動モータ
４０、１４０ カッター部材
５０、１５０ 多孔板
６０ ポンピング部
６１ 連結流路
６３ ボディ部
６４ ポンピングモータ
６５ ロータ部
６７ 投入ホッパー
６８ ロータスクリュー
２１０ 表示窓
３１０ 圧力センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】