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Dokumentenidentifikation DE19511769A1 05.10.1995
Titel Verfahren zum Fördern und Trocknen von Hydrogelpolymer und Trockenapparat mit Förderer
Anmelder Sanyo Chemical Industries, Ltd., Kyoto, JP
Erfinder Inoue, Shigeo, Shiga, JP;
Takeda, Shigeaki, Otsu, Shiga, JP;
Sumiya, Takashi, Otsu, Shiga, JP;
Tanaka, Kenji, Otsu, Shiga, JP
Vertreter Vossius & Partner, 81675 München
DE-Anmeldedatum 30.03.1995
DE-Aktenzeichen 19511769
Offenlegungstag 05.10.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.10.1995
IPC-Hauptklasse B65G 49/00
IPC-Nebenklasse B65G 15/22   B65G 69/04   F26B 15/12   F26B 17/20   
IPC additional class // D21H 21/18  
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fördern von Hydrogelpolymeren mit den folgenden Schritten: Bereitstellen eines Förderers mit einer Rolle mit mehreren Stiften auf ihrem Umfang, die oberhalb des Förderers in der Nähe des Teils angeordnet ist, an dem die Förderung des Förderers beginnt, wobei die Drehachse rechtwinklig zur Förderung verläuft; Umlaufenlassen des Förderers mit sich drehender oder stillstehender Rolle; Aufgeben von Hydrogelpolymerteilchen auf den Förderer an einem Punkt vor der Rolle; und Durchführen der Hydrogelpolymerteilchen zwischen der Rolle und dem Förderer im Anfangsstadium der Förderung.
Außerdem sieht die Erfindung ein Förderverfahren, ein Trockenverfahren und einen Trockenapparat mit Förderer vor, durch den Hydrogelpolymerteilchen auf dem Förderer gleichmäßig im Anfangsstadium der Förderung der Hydrogelpolymerteilchen vorgesehen werden, um den rationellen Ablauf des nachfolgenden Trocknens zu erleichtern.
Dadurch ist die Erfindung beim Fördern und Trocknen von Hydrogelpolymerteilchen aus wasseraufnehmenden Harzen oder wasserlöslichen Harzen mit hohem Molekulargewicht überaus wirkungsvoll.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Förder- und ein Trockenverfahren für Hydrogelpolymerteilchen sowie einen Trockenapparat mit Förderer. Das Förder- und das Trockenverfahren für Hydrogelpolymerteilchen sowie der Trockenapparat mit Förderer können vorzugsweise beim Fördern oder Trocknen von Hydrogelpolymerteilchen aus wasseraufnehmenden oder wasserlöslichen Harzen verwendet werden.

Wasseraufnehmende Harze finden breiten Einsatz in verschiedenen Bereichen, z. B. für wasseraufnehmende Unterlagen, Hygienematerialien (Papierwindeln, Damenbinden, Hygienewatten, Verbandsmaterialien, Inkontinenzeinlagen, Papierhandtücher), Frischhaltematerialien für Lebensmittel sowie Saugstoffe, die aus Lebensmitteln auslaufendes Wasser aufnehmen. Ebenso werden wasserlösliche Harze mit hohem Molekulargewicht vielfach in solchen Bereichen wie Kosmetika, Eindicker, Papierverarbeitungsmittel (Mittel zur Verstärkung der Papierfestigkeit) und Flockungsmittel verwendet.

Als eines der Herstellungsverfahren solcher wasseraufnehmenden Harze ist ein Verfahren zur Bildung eines Hydrogelpolymers durch die Polymerisation eines Monomers von Acrylsäure und/oder Natriumacrylat und eines Vernetzungsmittels in wäßriger Lösung, gefolgt von Neutralisieren, sofern notwendig, sowie Trocknen und Zermahlen des Hydrogelpolymers auf eine geeignete Teilchengröße, bekannt. Als Beispiel für Verfahren zur Herstellung wasserlöslicher Harze ist ferner ein Verfahren zur Bildung eines Hydrogelpolymers mit hohem Molekulargewicht durch die Polymerisation eines Monomers von Acrylsäure und/oder Acrylamid ohne Vernetzungsmittel in wäßriger Lösung, gefolgt von Hydrolisieren, sofern notwendig, sowie Trocknen und Zermahlen des Hydrogelpolymers auf eine geeignete Teilchengröße, bekannt. Da durch solche Herstellungsverfahren Arbeitskräfte keine gesundheitsschädlichen oder brennbaren organischen Lösungsmittel verwenden müssen, sind sie im allgemeinen bevorzugt. Da jedoch solche Polymere mit fortschreitender Polymerisationsreaktion im Herstellungsprozeß Hydrogele bilden, stellt sich industriell die Frage, wie die gewonnenen Hydrogelpolymere einheitlich und ohne Ungleichmäßigkeiten getrocknet werden können. Zu bekannten Beispielen für die Verfahren zum Trocknen solcher Hydrogelpolymere gehören: (1) das Dünnfilm-Trockenverfahren, bei dem gemäß der Veranschaulichung in der JP-A-1-103615, Fig. 5, ein Zweiachsen-Walzentrockner mit parallelen Walzen 41, 42 mit Hydrogelpolymeren beladen wird und eine Kompressionserwärmung zum Hindurchziehen der Hydrogelpolymere 43 zwischen den rotierenden Walzen erfolgt, um das getrocknete Material 44 zu gewinnen, (2) das Trockenverfahren mit zirkulierender Heißluft oder das Plattentrockenverfahren, bei dem Hydrogelpolymerteilchen auf Platten in mehreren Schichten in einer Trockenkammer geladen werden und Heißluft in ihr zirkuliert wird, um die jeweilige Teilchencharge zu trocknen, (3) das Drehtrommel-Trockenverfahren, bei dem Hydrogelpolymerteilchen vom Oberteil eines geneigten zylindrischen Drehtrommeltrockners zugeführt werden und Heißluft vom Unterteil eingeleitet wird, um die Hydrogelpolymerteilchen zu trocknen, die an der Innenwand entlang in Abwärtsrichtung gefördert und in Drehung versetzt werden, und (4) das Förderband-Trockenverfahren, bei dem mit Löchern versehene Horden eines Kreisförderers in einem Tunnel mit Gelen beladen und das Gel während der Förderung durch Durchblasen von Heißluft durch die Hordenlöcher getrocknet wird.

Obwohl beim Dünnfilm-Trockenverfahren (1) ein kontinuierlicher Film zwischen Walzen gebildet wird, um ein schnelles Trocknen von Hydrogelpolymeren ohne mögliche Qualitätsverschlechterung zu erleichtern, ist ein gleichmäßiges Ziehen bei einem hochelastischen oder hochfesten Hydrogel schwierig, so daß im Verfahren die Hydrogelpolymere möglicherweise im Inneren und an der Oberfläche ungleichmäßig getrocknet werden.

Da beim Trockenverfahren mit zirkulierender Heißluft oder beim Plattentrockenverfahren (2) lediglich Heißluft zu Hydrogelpolymeren zirkuliert wird, mit denen eine feste Platte beladen ist, kann die Heißluftbeaufschlagung nur einseitig erfolgen, d. h., von oben oder unten auf die Schicht aus Hydrogelpolymerteilchen auf der Platte. Folglich dauert es sehr lange, das Innere der Schicht aus Gelpolymerteilchen vollständig und gründlich zu trocknen. Da die Menge je Charge wegen der Massenproduktion bei länger werdender Trockenzeit möglichst groß sein sollte, kann es sich als problematisch erweisen, daß nicht nur ein größerer Trockner notwendig wird, was unrationell ist, sondern daß sich auch die Polymergüte verschlechtert, wozu eine Abspaltung von Polymermolekülketten gehört. Eine solche Polymerverschlechterung vernichtet den Warenwert eines wasseraufnehmenden oder wasserlöslichen Harzes. Beispielsweise erhöht eine Spaltung von Polymermolekülketten in einem wasseraufnehmenden Harz die wasserlösliche Komponente, die bei Wasseraufnahme klebrig wird, und bei einem wasserlöslichen Harz mit hohem Molekulargewicht zerstört sie die für ein hohes Molekulargewicht typischen Eigenschaften, z. B. die Viskosität.

Wegen seiner hohen Klebrigkeit und Zähigkeit läßt sich ein Hydrogelpolymer kaum schneiden. Beim Drehtrommel-Trockenverfahren (3) neigen daher die Hydrogelpolymerteilchen dazu, aneinanderzukleben und sich zu einer großen Masse zu vereinigen, wodurch sich die spezifische Oberfläche der Teilchen verringert und eine längere Trockenzeit erforderlich wird, was das gleiche Problem der Verschlechterung der Polymergüte gemäß der zuvor gegebenen Beschreibung verursacht.

In dieser Hinsicht ist das Förderband-Trockenverfahren (4) im Gegensatz zum Dünnfilm-Trockenverfahren (1) nicht von der Elastizität oder Festigkeit eines Hydrogelpolymers abhängig, bei ihm kann im Gegensatz zum Trockenverfahren mit zirkulierender Heißluft (2) das Hydrogelpolymer kontinuierlich zugeführt werden, und im Gegensatz zum Drehtrommel-Trockenverfahren (3) vereinigen sich dabei die Hydrogelpolymerteilchen nicht. Angesichts dessen hat nur das Förderband-Trockenverfahren eine ausreichende Leistung als Trockenverfahren für die Hydrogelpolymerteilchen.

Beim Förderband-Trockenverfahren (4) besteht eine Voraussetzung darin, die mit Löchern versehenen Horden eines Förderers gleichmäßig mit Hydrogelpolymerteilchen zu beladen, um sie rationell in kurzer Zeit zu trocknen. Sind die Hydrogelpolymerteilchen nicht gleichmäßig auf den mit Löchern versehenen Horden des Förderers verteilt, verdampft die Feuchtigkeit in den Hydrogelpolymerteilchen ungleichmäßig, was zu Uneinheitlichkeiten der Produkteigenschaften führt. Um also Hydrogelpolymerteilchen auf die mit Löchern versehenen Horden des vorgenannten Förderers gleichmäßig aufzubringen, ist herkömmlich ein kleiner Bandförderer mit nach rechts und links schwenkender Kante oberhalb des Anfangspunkts des vorgenannten Förderers vorgesehen, d. h., in der Nähe des Aufgabeendes des vorgenannten Förderers, um Hydrogelpolymerteilchen darauf fallen zu lassen. Anders ausgedrückt werden durch Rechts- und Linksbewegen der Kante des kleinen Bandförderers in waagerechte Richtung, so daß die Kante einen Bogen beschreibt, die Hydrogelpolymerteilchen kontinuierlich auf den Förderer mit größerer Breite verteilt.

Obwohl sich mit einem solchen Verteilungsverfahren ein nichtklebendes Material leicht gleichmäßig verteilen läßt, ist es kompliziert, Hydrogelpolymerteilchen mit hoher Klebrigkeit zu verteilen, die sich beim Zuführen oder Fallenlassen zusammenballen oder -häufen. Folglich neigt die Heißluft beim Trocknen vorwiegend dazu, im Lückenabschnitt zwischen den Hydrogelpolymerteilchen und einer mit Löchern versehenen Horde des Förderers oder in dem Abschnitt zu zirkulieren, in dem die Hydrogelpolymerteilchen relativ dünn verteilt sind, was notwendigerweise zu einer längeren Trockenzeit oder ungleichmäßigem Trocknen führt. Sind die Hydrogelpolymerteilchen ungleichmäßig auf dem Bandförderer angehäuft, läßt sich außerdem der Abschnitt, in dem die Hydrogelpolymerteilchen zusammengeballt oder -gehäuft vorliegen, nicht ausreichend bis in das Innere trocknen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Förder- und ein Trockenverfahren für Hydrogelpolymerteilchen sowie einen Trockenapparat mit Förderer vorzusehen, mit denen Hydrogelpolymerteilchen auf einem Förderer im Anfangsstadium der Förderung gleichmäßig verteilt und nachfolgende Prozesse, zu denen ein Trocknen gehört, rationell durchgeführt werden können, um die vorgenannten Probleme beim Fördern oder Trocknen von Hydrogelpolymerteilchen mit einem Förderer zu überwinden.

Zur Lösung der Aufgabe sieht das erfindungsgemäße Verfahren zum Fördern von Hydrogelpolymeren die folgenden Schritte vor: Bereitstellen eines Förderers mit einer Rolle mit mehreren Stiften auf ihrem Umfang, die oberhalb des Förderers in der Nähe des Teils angeordnet ist, an dem die Förderung des Förderers beginnt, wobei die Drehachse rechtwinklig zur Förderung verläuft; Umlaufenlassen des Förderers mit sich drehender oder stillstehender Rolle; Aufgeben von Hydrogelpolymerteilchen auf den Förderer an einem Punkt vor der Rolle; und Durchführen der Hydrogelpolymerteilchen zwischen der Rolle und dem Förderer im Anfangsstadium der Förderung.

In diesem Verfahren ist es bevorzugt, den Förderer so anzutreiben und die Rolle so zu drehen oder stillstehen zu lassen, daß der Wert von V&sub1;-V&sub2; positiv wird, wobei die Fördergeschwindigkeit des Förderers V&sub1; und die Umfangsgeschwindigkeit der Spitze eines Stifts zum Zeitpunkt ihrer größten Annäherung an den Förderer V&sub2; beträgt und die Orientierung des sich vorwärts bewegenden Förderers als die Abszisse gegeben ist. Ist unter dieser Voraussetzung die Bewegungsrichtung der Stiftspitze am Punkt ihrer größten Annäherung an den Förderer gleich der Bewegungsrichtung des Förderers, wird der Wert von V&sub2; als positiv betrachtet, während bei entgegengesetzter Bewegungsrichtung der Wert von V&sub2; als negativ betrachtet wird.

Auf ähnliche Weise weist das erfindungsgemaße Verfahren zum Trocknen von Hydrogelpolymeren die folgenden Schritte auf: Bereitstellen eines Förderers mit einer Rolle, die oberhalb des Förderers in der Nähe des Teils angeordnet ist, an dem die Förderung des Förderers beginnt, wobei die Drehachse rechtwinklig zur Förderrichtung des Förderers verläuft und die Rolle mehrere Stifte auf ihrem Umfang hat; Umlaufenlassen des Förderers mit sich drehender oder stillstehender Rolle; Aufgeben von Hydrogelpolymerteilchen auf den Förderer an einem Punkt vor der Rolle; Durchführen der Hydrogelpolymerteilchen zwischen der Rolle und dem Förderer im Anfangsstadium der Förderung; und Trocknen der Hydrogelpolymerteilchen während der Förderung auf dem Förderer.

Ein für das Trockenverfahren geeigneter Trockenapparat mit Förderer weist auf: einen Trockenapparat mit Förderer zum Fördern eines zu trocknenden Gegenstands mit Hydrogelpolymerteilchen, eine Wärmequelle zum Erwärmen des während der Förderung zu trocknenden Gegenstands und eine Rolle mit mehreren Stiften auf ihrem Umfang und einer rechtwinklig zur Förderrichtung des Förderers verlaufenden Drehachse, die oberhalb des Förderers in der Nähe des Anfangspunkts der Förderung des Förderers angeordnet ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen und der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Perspektivansicht des Hauptteils des Trockenapparats mit Förderer gemäß der im Beispiel gegebenen Beschreibung des Förder- und des Trockenverfahrens;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Ausführungsform von Fig. 1 entlang der Linie X-Y von Fig. 1; und

Fig. 3 ist eine Darstellung zur Veranschaulichung eines herkömmlichen Dünnfilm-Trockenverfahrens.

Ein bevorzugter Gegenstand zum erfindungsgemäßen Fördern oder Trocknen ist ein Hydrogelpolymer, gebildet durch Zermahlen eines gallertartigen Hydrogelpolymers auf eine Teilchengröße von etwa 1 bis 20 mm, besser 3 bis 15 mm, durch eine Mühle, ähnlich wie bei einem Fleischwolf zum hackfleischartigen Zerschneiden des Gegenstands.

Als Antriebsverfahren für den Förderer kann jeder Antrieb mit Ketten, Riemen oder Rollen eingesetzt werden. Als Verfahren zum Erwärmen des Hydrogelpolymers mit einer Wärmequelle kann das in einem Trockenapparat mit Förderer herkömmlich genutzte Verfahren mit zirkulierender Heißluft verwendet werden, wobei hier jedoch keine Einschränkung vorliegt und andere Verfahren verwendet werden können, z. B. Wärmestrahlung einer Infrarotheizung. Vorzugsweise weisen der Hauptkörper der Rolle und die Stifte ein nichthaftendes Harz auf, z. B. ein fluoriertes Harz, oder sie sind mit einem nichthaftenden Harz beschichtet, damit das Gel nicht haften bleibt.

Bei Bewegung des Förderers und sich drehender oder stillstehender Rolle werden die Hydrogelpolymerteilchen vor der Rolle auf den Förderer aufgegeben, damit sich der Haufen aus Hydrogelpolymerteilchen bald nach Förderbeginn unter der Rolle hindurchbewegt. Dabei lockern die Stifte auf der Rolle den Haufen aus Hydrogelpolymerteilchen, und durch den Rollenumfang in Kombination mit den Horden des Förderers wird die Schicht aus Hydrogelpolymerteilchen zusammengedrückt und eingeebnet. Dadurch ergibt sich nach dem Durchlauf unter der Rolle eine gleichmäßige Dicke der Schicht aus Hydrogelpolymerteilchen. In der Folge können die Hydrogelpolymerteilchen beim Trocknen während des Förderprozesses durch Heißluft oder Strahlung gleichmäßig mit Wärme behandelt werden, um Polymerteilchen in einheitlich getrockneter Güte zu erhalten.

Die Rolle kann im oder entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden. Im Hinblick auf die Differenz zwischen der Fördergeschwindigkeit des Förderers und der Umfangsgeschwindigkeit der Stiftspitzen auf der Rolle ist die vorgenannte Bedingung, daß V&sub1;-V&sub2; Positiv sein sollte, jedoch bevorzugt, da angesichts dessen, daß die Richtung des Geschwindigkeitsvektors des Förderers bei vorwärts umlaufendem Förderer als positiv und bei rückwärts umlaufenden Förderer als negativ definiert ist, das Gel nach dem Durchlaufen unter der Rolle stockungsfrei gefördert wird, wenn der Förderer umläuft und sich die Rolle dreht oder stillsteht und ein positiver Wert für die Geschwindigkeit V&sub1;-V&sub2; gilt. Läuft beispielsweise der Förderer im Uhrzeigersinn um und dreht sich auch die Rolle im Uhrzeigersinn, ist der Wert von V&sub2; negativ, während der Wert von V&sub1; positiv ist, so daß der Wert von V&sub1;-V&sub2; stets positiv wird. Läuft dagegen der Förderer im Uhrzeigersinn um, während sich die Rolle entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, kann, indem die Fördergeschwindigkeit des Förderers schneller als die Umfangsgeschwindigkeit der Stiftspitzen eingestellt wird, der Wert von V&sub1;-V&sub2; positiv sein. Er ist nicht darauf beschränkt, wobei jedoch bevorzugt ist, daß der Wert von V&sub2; im Bereich |V&sub2;| < |V&sub1;| liegt, wenn die Drehrichtung der Stiftspitzen am Punkt der größten Annäherung der Stiftspitzen an den Förderer gleich der Umlaufrichtung des Förderers ist, und daß der Wert von V&sub2; im Bereich |V&sub2;| < |-3V&sub1;| liegt, wenn die Drehrichtung der Stiftspitzen zur Umlaufrichtung des Förderers entgegengesetzt ist. Der Wert von V&sub2; kann 0 sein. Im allgemeinen liegt V&sub1; vorzugsweise im Bereich von 5 bis 500 m/h.

Ferner läßt sich die Dicke der Schicht aus Hydrogelpolymerteilchen nach dem Durchlaufen unter der Rolle durch Ändern der Fördergeschwindigkeit des Förderers und der Umfangsgeschwindigkeit der Stiftspitzen, des Abstands zwischen der Rolle und den Horden des Förderers und der Höhe der Stifte einstellen. Als "Abschnitt in der Nähe des Beginns der Förderung des Förderers" gilt ein Punkt auf dem Förderer, der etwas hinter dem Aufgabepunkt des Hydrogelpolymers liegt.

Beispiel

Anhand der Zeichnungen wird nunmehr ein Beispiel für das Förderverfahren, das Trockenverfahren und den Trockenapparat mit Förderer gemäß der Erfindung erläutert.

Fig. 1 ist eine Perspektivansicht des Hauptteils des im Trockenverfahren dieses Beispiels verwendeten Trockenapparats. Fig. 2 ist eine Endansicht einer Modellskizze entlang der Linie X-Y von Fig. 1. Die Hydrogelpolymerteilchen sind in Fig. 2 veranschaulicht, in Fig. 1 jedoch nicht dargestellt.

Der Trockenapparat 1 mit Förderer weist auf: einen Förderer 2 mit einer Vielzahl von Horden 21, die in Förderrichtung mit fortlaufenden Löchern 22 versehen sind, eine Rolle 3, deren Einbauorientierung so ist, daß ihre Achse 31 rechtwinklig zur Förderrichtung des Förderers 2 in der Nähe des Punkts 23 gemäß Fig. 2 verläuft, an dem die Förderung des Förderers beginnt, eine zeichnerisch nicht dargestellte Heizung als Quelle zur Erwärmung der Umgebungsluft und ein ebenfalls zeichnerisch nicht dargestelltes Gebläse in einem zeichnerisch nicht gezeigten Tunnel, so daß die durch die Heizung erwärmte Heißluft durch das Gebläse auf die Horden 21 übertragen werden kann.

Die Tunnelwand ist mit einem Band aus Abdichtmaterial versehen, so daß die Lücke zwischen der Seite der Horden 21 und der Tunnelwand luftdicht abgedichtet werden kann, damit keine Heißluft durch die Lücke entweicht, sondern durch die Löcher 22 der Horden 21 strömt. Obwohl der Einfachheit halber als Perforationen 22 zeichnerisch nur fünf Löcher in einer Reihe je Horde dargestellt sind, hat vorzugsweise jede Horde sowohl in Längs- als auch in Querrichtung zahlreiche Perforationen geringerer Größe. Die Rolle 3 hat auf ihrem Umfang Stifte 32, die im Querschnitt betrachtet eine quer zur Drehachse 31 als ihrer Mitte vorstehende Orientierung haben und in senkrechter Richtung zur Drehachse ausgerichtet sind. Außerdem sind der Umfang 33 der Rolle 3 und die Oberfläche der Stifte 32 mit fluoriertem Harz beschichtet. Die Anordnung der Stifte 32 auf der Rolle ist nicht auf die Ausführungsform von Fig. 1 oder 2 beschränkt, d. h., die Ausführungsform mit jeweiligen Sätzen aus mehreren Stiften (vier Stifte je Satz in Fig. 1 und 2), die bei Betrachtung im Querschnitt in einer Linie regelmäßig auf der gleichen Umfangslinie angeordnet sind. Die Stifte können beliebig angeordnet sein, sofern sie nicht extrem ungleichmäßig verteilt sind, oder die Stiftanzahl kann größer sein.

Im folgenden wird das Verfahren zum Trocknen der Hydrogelpolymerteilchen, die gehäuft auf die Horden des Förderers aufgegeben werden, mit dem erfindungsgemäßen Trockenapparat und Förderer beschrieben.

Zunächst wird der Förderer 2 angetrieben, um die Horden 21 entgegen dem Uhrzeigersinn in Fig. 2 (in die mit dem Pfeil 24 bezeichnete Richtung) umlaufen zu lassen, die Energiequelle der Heizung und des Gebläses wird eingeschaltet, und die Rolle 3 wird entgegen dem Uhrzeigersinn in Drehung versetzt. Anschließend werden kurz vor der Rolle 3 die Hydrogelpolymerteilchen G auf die leeren Horden 21 aufgegeben, die vom Fördern und Trocknen von Polymerteilchen zurückgekehrt sind, um die Gelpolymerteilchen G auf den Horden unter der Rolle 3 hindurchlaufen zu lassen. Beim Durchlauf unter der Rolle 3 wird die gehäuft vorliegende Schicht aus Hydrogelpolymerteilchen G durch die Stifte 32 auf der Rolle 3 gelockert und zwischen dem Umfang der Rolle 3 und den Horden 21 des Förderers 2 zusammengedrückt und eingeebnet. Dadurch wird die Dicke d der gehäuften Schicht aus Hydrogelpolymerteilchen G nach dem Durchlauf unter der Rolle 3 gleichmäßig.

In der Folge wird Heißluft von oberhalb der Horden 21 auf die Schicht aus Hydrogelpolymerteilchen geleitet, die gleichmäßig auf die Dicke d eingeebnet ist. Während des Eindringens von Heißluft in die gleichmäßig auf die Dicke d eingeebnete Schicht aus Hydrogelpolymerteilchen erwärmt die Heißluft die Hydrogelpolymerteilchen G, um die Feuchtigkeit in ihnen zu verdampfen, und strömt durch die Löcher 22, um die Hydrogelpolymerteilchen G zu trocknen. Da die Dicke der Schicht aus Hydrogelpolymerteilchen G gemäß der vorstehenden Beschreibung gleichmäßig ist, kann jeder Teil der Gelpolymerteilchen mit der gleichen Geschwindigkeit getrocknet werden. Sind also Temperatur und Geschwindigkeit der Heißluft richtig eingestellt, lassen sich die Polymerteilchen einheitlich trocknen, ohne daß dabei solche Probleme auftreten wie ein ungenügend getrockneter Abschnitt in den Gelpolymerteilchen oder eine Güteverschlechterung des Polymers durch teilweise Überhitzung.

Solche Ausrüstungen wie Heizung, Gebläse und Tunnel sind in den Zeichnungen nicht dargestellt, da dem Fachmann deutlich ist, wie derartige Ausrüstungen angeordnet sein sollten, um Heißluft von oberhalb oder unterhalb des die gleichmäßig eingeebnete Schicht von Hydrogelpolymerteilchen G fördernden Förderers zuzuführen, damit die Heißluft die Schicht G auf dem Förderer nach unten oder oben durchströmt. Daneben ist mit Ausnahme der Tatsache, daß die der Erfindung eigene Rolle verwendet wird, ein solcher Trockenapparat mit Förderer bereits bekannt, d. h., ein in gewisser Weise luftdicht abgedichteter Tunnel wird allgemein als Trockenkammer verwendet, um den thermischen Wirkungsgrad ohne Wärmeabgabe nach außen zu gewährleisten, und zumindest der Teil des Förderers, auf den die Hydrogelpolymerteilchen geladen werden, ist so gestaltet, daß er das Innere des Tunnels auf herkömmliche Weise durchläuft. Die Heißluft zum Trocknen kann von oben oder unten zum Förderer geleitet werden, der die Schicht aus Hydrogelpolymerteilchen G fördert. Im folgenden wird ein Beispiel für die Zuführung der Heißluft von oben erläutert. Im allgemeinen befindet sich die Heizung oberhalb des Förderers im Tunnel, und der Gebläseventilator sowie der Lufttransportkanal können an einem beliebigen Punkt angeordnet sein, solange der Luftstrom im Tunnel gewährleistet werden kann, d. h., die Luft ist zu erwärmen, indem sie durch die Heizung geleitet wird, und die erwärmte Luft ist von oben auf die eingeebnete Schicht aus Hydrogelpolymerteilchen G zu leiten, um die Teilchenschicht nach unten zu durchströmen, indem sie die Löcher 22 der Horden 21 passiert. Außerdem lassen sich vom Fachmann leicht die Gestaltung der Form oder der Einbauort derartiger Ausrüstungen bestimmen. Für die Anordnung des Gebläses gilt, daß es wegen des Wärmewirkungsgrads allgemein innerhalb des Tunnels eingebaut wird.

Zur Bestätigung der Wirkung der Erfindung wurden Hydrogelpolymerteilchen tatsächlich im nachfolgend beschriebenen Verfahren gefördert und getrocknet. Die Rolle 3 mit einem Radius von 15 cm und vorstehenden Stiften 32 mit 20 cm Länge auf ihrem Umfang war so befestigt, daß sich die Achse an einem Punkt 37 cm über der Oberfläche der Horden 21 befand, und wurde mit einer Umfangsgeschwindigkeit der Spitzen der Stifte 32 von 130 m/h entgegen dem Uhrzeigersinn gemäß der Veranschaulichung durch den Pfeil in Fig. 2 gedreht. Die Hydrogelteilchen aus wasseraufnehmendem Harz mit etwa 10 mm Durchmesser wurden hergestellt durch feines Zermahlen des 70% Feuchtigkeit enthaltenden Gelpolymers, gewonnen durch Pfropfpolymerisation von Stärke und Acrylsäure und anschließende Neutralisation durch eine wäßrige Natriumhydroxidlösung, und auf den Förderer 2, der sich mit einer Geschwindigkeit von 60 m/h bewegte (dabei wird der Geschwindigkeitsvektor positiv, wenn sich der Förderer in Fig. 2 in die Richtung von rechts nach links bewegt), mit 30 kg je 1 m² Hordenfläche aufgegeben, und die Förderung wurde gestartet.

Anschließend wurde die Dicke d der Gelpolymerteilchen G kurz nach dem Durchlauf unter der Rolle 3 an drei wahlweisen Punkten gemessen, wobei sich 9,8 cm, 10,1 cm bzw. 10,5 cm ergaben. Heißluft mit 150°C wurde mit einer Geschwindigkeit von 2 m/s zur Schicht aus Gelpolymerteilchen G von oben auf die Horden 21 so geleitet, daß die Heißluft die Gelpolymerteilchen G und die Löcher 22 durchströmte, um die Polymerteilchen G zu trocknen. Der Feuchtegehalt der wasseraufnehmenden Harzteilchen nach der Förderung wurde an drei wahlweisen Punkten mit 4,6%, 4,8% bzw. 4,9% gemessen. Die Förderzeit betrug etwa 30 Minuten.

Wie vorstehend erwähnt wurde, können durch das Verfahren dieses Beispiels Hydrogelpolymerteilchen gleichmäßig auf dem Förderer so verteilt werden, daß sich eine nachfolgende einheitliche und kontinuierliche Trocknung der Teilchen in kurzer Zeit erreichen läßt.

Zum Vergleich wurde das Gel unter den gleichen Bedingungen gefördert, wobei jedoch ein kleiner Schwenkbandförderer die Rolle 3 zum Aufgeben von Gelpolymerteilchen durch Rechts- und Linksschwenken in waagerechter Richtung so ersetzte, daß seine Kante einen Bogen beschrieb, um die Hydrogelpolymerteilchen kontinuierlich auf den Bandförderer 2 aufzugeben. Die Kante des kleinen Bandförderers schwenkte etwa zehnmal je Minute nach rechts und links. In der Folge wurde die Dicke d der Schicht aus Gelpolymerteilchen, die auf den größeren Bandförderer aufgegeben wurden, an drei wahlweisen Punkten gemessen, wobei sich 8,4 cm, 10,2 cm bzw. 13,1 cm ergaben. Bei der Messung des Feuchtegehalts der Polymerteilchen G nach dem Trocknen an drei wahlweisen Punkten ergaben sich 2,7%, 5,6% und 8,8%, was eine beträchtliche Schwankung zeigt.

Wie zuvor erwähnt wurde, lassen sich durch das Förder- und Trockenverfahren sowie durch den Trockenapparat mit Förderer der Erfindung die Hydrogelpolymerteilchen gleichmäßig auf einem Förderer verteilen, und ferner kann beim nachfolgenden Trockenvorgang ein wirksames und gleichmäßiges Trocknen erreicht werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Fördern von Hydrogelpolymeren mit den folgenden Schritten:

    Bereitstellen eines Förderers mit einer Rolle, die oberhalb des Förderers in der Nähe des Teils angeordnet ist, an dem die Förderung des Förderers beginnt, wobei die Drehachse rechtwinklig zur Förderrichtung des Förderers verläuft und die Rolle mehrere Stifte auf ihrem Umfang hat;

    Umlaufenlassen des Förderers mit sich drehender oder stillstehender Rolle;

    Aufgeben von Hydrogelpolymerteilchen auf den Förderer an einem Punkt vor der Rolle; und

    Durchführen der Hydrogelpolymerteilchen zwischen der Rolle und dem Förderer im Anfangsstadium der Förderung.
  2. 2. Verfahren zum Fördern von Hydrogelpolymerteilchen nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Umlaufenlassens des Förderers mit sich drehender oder stillstehender Rolle unter der Bedingung durchgeführt wird, daß der Wert von V&sub1;-V&sub2; Positiv ist, worin V&sub1; die Umlaufgeschwindigkeit des Förderers bezeichnet und V&sub2; die Umfangsgeschwindigkeit der Spitze der Stifte am Punkt ihrer größten Annäherung an den Förderer bei Verwendung der Oberfläche des sich vorwärts bewegenden Förderers als Abszisse unter der Bedingung bezeichnet, daß die Richtung des sich vorwärts bewegenden Förderers positiv ist.
  3. 3. Verfahren zum Trocknen von Hydrogelpolymerteilchen mit den folgenden Schritten:

    Bereitstellen eines Förderers mit einer Rolle, die oberhalb des Förderers in der Nähe des Teils angeordnet ist, an dem die Förderung des Förderers beginnt, wobei die Drehachse rechtwinklig zur Förderrichtung des Förderers verläuft und die Rolle mehrere Stifte auf ihrem Umfang hat;

    Umlaufenlassen des Förderers mit sich drehender oder stillstehender Rolle;

    Aufgeben von Hydrogelpolymerteilchen auf den Förderer an einem Punkt vor der Rolle;

    Durchführen der Hydrogelpolymerteilchen zwischen der Rolle und dem Förderer im Anfangsstadium der Förderung; und

    Trocknen der Hydrogelpolymerteilchen während der Förderung auf dem Förderer.
  4. 4. Trockenapparat mit:

    einem Förderer zum Fördern eines zu trocknenden Gegenstands, der Hydrogelpolymerteilchen aufweist;

    einer Wärmequelle zum Erwärmen des Gegenstands, um ihn während der Förderung zu trocknen; und

    einer Rolle, die oberhalb des Förderers in der Nähe des Teils angeordnet ist, an dem die Förderung des Förderers beginnt, wobei die Drehachse rechtwinklig zur Förderrichtung des Förderers verläuft und die Rolle mehrere Stifte auf ihrem Umfang hat.






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