CN100404223C - 用于制造水凝胶颗粒的方法和用于切割高浓度水凝胶片的方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一个目的在于实现：将适于制造高性能吸水树脂粒的高浓度水凝胶片有效地进行切割，而不牵涉粘附到例如剪切割刀片上的问题；并且也可顺利地进行随后的粉碎操作；以及有效地制造质量和性能极佳的水凝胶颗粒。作为实现该目的的一种方式，本发明用于制造水凝胶颗粒的方法是一种用于由高浓度水凝胶片(10)制造水凝胶颗粒(14)的方法，并且包括：步骤(a)，在固体组分浓度为50～80重量%的高浓度交联水凝胶聚合物连续片沿纵向运行时，沿连续片的纵向每隔10～100cm对其进行切割，从而获得切割块(12)；以及步骤(b)，将切割块(12)(由步骤(a)获得)连续供应至一连续粉碎机(40)以进行连续粉碎，并且在切割块(12)的供应量和连续粉碎机(40)的粉碎及排料能力满足(供应量)≤(粉碎及排料能力)这一条件的情况下连续进行粉碎及排料，从而获得水凝胶颗粒(14)。

Description

用于制造水凝胶颗粒的方法和用于切割高浓度水凝胶片的方法

技术领域

本发明涉及一种用于制造水凝胶颗粒的方法以及用于切割高浓度水凝胶片的方法。具体而言，本发明涉及：一种用于制造颗粒状水凝胶的方法，包括在制造吸水树脂粒的过程中对(已预先制造成片状的)吸水树脂的水凝胶片进行切割和粉碎的步骤；以及一种用于切割高浓度水凝胶片的方法，该方法适用于上述用于制造颗粒状水凝胶的方法。

背景技术

一种用于制造水凝胶颗粒的技术，包括制造吸水树脂水凝胶片然后对该水凝胶片进行粉碎的步骤，该技术是一种公知的用于制造吸水树脂粒的技术，该吸水树脂粒广泛用于例如吸收材料，该吸收材料用于例如纸尿布一类的吸收性产品。

在下文的专利文献1中提出了一种用于连续制造高浓度水凝胶片的方法，包括如下步骤：将含有例如丙烯酸的单体组分的水溶液供应到环形带上；然后将该单体组分在离开静态的状态下进行聚合。其中还公开了一种用于通过利用一种剪切型初级破碎机或切割和剪切磨机来粉碎该高浓度水凝胶片以获得水凝胶颗粒的技术。上述专利文献公开了适于将一种筛型粉碎机作为粉碎机，所述筛型粉碎机具有一筛子并通过一固定刀片与一旋转刀片之间的剪切实现粉碎。将所产生的水凝胶颗粒进行干燥或粉碎，以获得吸水树脂粒。该高浓度水凝胶片并非形成一平而光滑的片，而是形成如下一种形状，即由于在聚合过程中沸腾而出现的发泡膨胀、以及由于随后的收缩导致各个位置处的厚度散布或厚度起伏或波动。上述专利文献表明，这种形状的高浓度水凝胶片的一个优点便是易于粉碎，从而易于制造吸水树脂粒。

在下文的专利文献2中公开了一种用于制造小块形水溶性聚合物凝胶的技术，包括如下步骤：利用一对辊式切割机将一片水溶性聚合物凝胶切割成矩形；然后利用一旋转刀片和一固定刀片同样在与辊式切断机相交成直角的方向对它们进行切割。固定刀片布置于由一对辊式切割机排出的矩形片的正下方。旋转刀片沿一圆柱形回转体的轴向而布置于其外圆周上，并且利用该回转体的旋转而将矩形片置于旋转刀片与固定刀片之间，从而切割该矩形片。上述专利文献表明，即使是硬聚合物凝胶也可易于形成小块，并且这些小块之间也很少出现粘连现象。

在下文的专利文献3中公开了一种用于获得矩形凝胶块的技术，包括如下步骤：运行一连续的含水聚合物凝胶片；以及，在切割辊和相对辊(布置于连续片的上侧和下侧)之间的间隙内，通过盘状切割机(设置于切割辊上)沿长度方向切开连续片以便将连续片沿横向分割开，并且按如下方式每隔一明确的间距沿纵向切断该连续片，即通过一设置于同一切割辊上并沿其轴向延伸的矩形板状旋转刀片剪碎。其中还公开了将所生成的凝胶块例如粉碎成小颗粒，从而获得吸水树脂粒。其中表明，甚至可从软聚合物凝胶片成功获得该凝胶块并且不会粘到切割刀片上。

[专利文献1]JP-A-212204/2002(Kokai)

[专利文献2]JP-A-110510/1986(Kokai)

[专利文献3]欧洲专利说明书No.0827443B1

对于用于切割水凝胶片的现有技术而言，不能完全避免水凝胶粘住例如切削刀片。由于水凝胶的粘附和粘合现象，操作停止，或者必须经常进行例如清除该粘附材料的操作。

尤其是，在上述专利文献1中所公开的高浓度水凝胶片情况下，由于如上所述的原因，该片具有厚度散布或者厚度起伏或波动的形状，还由于该片的附着力或胶粘性非常强，所以其中的一个问题便是，该片势必要粘到切割机上，或者切割块势必会再次粘结。

在上述专利文献1中，高浓度水凝胶片是通过剪切型初级破碎机或切割和剪切磨进行粉碎的。但是，如果试图在粉碎高浓度水凝胶片之后立即将该片(连续制造的)连续供应给粉碎机，则势必会导致粘附并阻塞例如粉碎机中的筛子，其原因还在于，该高浓度水凝胶片刚刚制造出来，所以正处于高温状态。

对于上述专利文献2中的切割技术而言，由于通过一对辊式切割机切割的矩形片直接来到设有旋转刀片的回转体上，通过旋转刀片和固定刀片切割的小块势必粘留在回转体的表面上。如果该小块积聚在回转体的外圆周上，则切割操作将不遂人意地变得不可能再进行。

在上述专利文献2中提出，应该通过将凝胶片的温度冷却至约10～30℃的范围内以防粘附。但是，为了让凝胶片(刚刚制造出来之后可能进入接近100℃的状态)在不迟于向切割机供应的前提下充分冷却，凝胶片必须从其生产装置运行一长段距离再到切割机，或者在运行过程中增加一冷却装置，或者将运行速度减慢以便确保冷却时间。因此，设备的费用增加，并且制造效率降低。

对于上述专利文献3的切割技术而言，由于连续片是按如下方式进行切割，即通过将刀片刀刃在辊之间的辊距中的冲程处进入连续片内而利用板状旋转刀片将其切碎，所以难以确保切割连续片的整个厚度。尤其是，要是这种高浓度水凝胶片为厚度散布或厚度起伏或波动的形式，则切割非常困难。由于连续片是在切割辊与相对辊之间被夹住(即插入)的状态下运行的，连续片势必会粘住切割辊和相对辊的表面。尤其是，该切割凝胶块导致势必不遂人意地粘到相对辊上。

发明内容

本发明的一个目的在于实现：将上述适于制造高性能吸水树脂粒的高浓度水凝胶连续片有效地进行切割，而不牵涉粘住例如切割刀片之类的问题；并且也可顺利地进行随后的粉碎操作；并且有效地制造质量和性能极佳的水凝胶颗粒。

本发明技术方案如下：

本发明的用于制造水凝胶颗粒的方法是一种用于由高浓度水凝胶片制造水凝胶颗粒的方法，包括：步骤(a)，在固体组分浓度为50～80重量％的高浓度交联水凝胶聚合物的连续片沿纵向运行时，沿连续片的纵向每隔10～100cm对其进行切割，从而获得切割块；以及步骤(b)，将该切割块(由步骤(a)获得)连续供应给一连续粉碎机，并且在切割块的供应量和连续粉碎机的粉碎及排料能力满足(供应量)≤(粉碎及排料能力)这一条件的情况下连续进行粉碎及排料，从而获得水凝胶颗粒。

[高浓度水凝胶片]：

基本上，可利用本领域的公知技术来制造高浓度交联水凝胶聚合物片，在传统技术中采用这种片来生产吸水树脂粒。在如JP-A-212204/2002(Kokai)公开的上述技术中，切实可行的一种技术是通过如下方法来生产高浓度水凝胶片的技术，在所述方法中，将供应到环形带上的含水单体溶液在离开静态的状态下连续聚合。

<含水单体溶液>：

在用于生产高浓度水凝胶片的含水单体溶液中，除单体组分之外，还包括其他组分，例如不饱和单体组分(例如内部交联剂)和聚合引发剂。

单体组分的例子包括：阴离子型不饱和单体(例如(甲基)丙烯酸，(无水)马来酸，衣康酸，肉桂酸，乙烯磺酸，丙烯甲苯磺酸，乙烯基甲苯磺酸，苯乙烯磺酸，2-(甲基)丙稀酰胺-2-甲基丙烷磺酸，2-(甲基)丙烯酰乙胺磺酸，2-(甲基)丙烯酰乙胺磺酸，2-(甲基)丙烯酰丙醇磺酸，2-羟乙基(甲基)丙烯酰磷酸酯)和它们的盐；含硫醇基的不饱和单体；含酚羟基的不饱和单体；酰胺基不饱和单体(例如(甲基)丙烯酰胺，N-乙基(甲基)丙烯酰胺，N，N-二甲基(甲基)丙烯酰胺)；以及氨基不饱和单体(例如N，N-二甲基氨乙基(甲基)丙烯酸酯，N，N-二甲基氨丙基(甲基)丙烯酸酯，N，N-二甲基氨丙基(甲基)丙烯酰胺)。这些单体可单独使用或相互之间适当组合。但是，由于考虑到如下因素：所生成的吸水树脂的性能；以及成本；希望将丙烯酸和/或它的盐(例如钠、锂、钾、铵和胺盐；首先，从费用角度考虑，钠盐是合适的)作为主要组分。有利地，丙烯酸和/或它的盐相对于整个单体组分的用量不小于70mol％，更为有利地不小于80mol％，而更加有利地不小于90mol％，尤为有利地不小于95mol％。

对于内部交联剂而言，优选地，使得每个分子具有至少两个聚合不饱和基和/或至少两个反应基的化合物进行共聚合或反应来作为内部交联剂。内部交联剂的具体例子包括：N，N′-亚甲基双二烷基氧膦(甲基)丙烯酰胺，(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯，(聚)丙稀丙二醇二(甲基)丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯，甘油三(甲基)烯酸酯，甘油丙烯酸酯异丁烯酸酯，乙烯氧化物修正三甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯，季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯，氰脲酸三烯丙酯，丙异氰脲酸三烯丙酯，磷酸三烯丙酯，三烯丙基胺，聚(甲基)烯丙基oxyalkanes，(聚)乙二醇二环氧甘油醚，甘油二缩甘油醚，乙二醇，聚乙二醇，丙二醇，甘油，季戊四醇，乙二胺，碳酯乙烯，碳酸丙烯和缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯。

内部交联剂相对于单体组分的用量有利地为0.005～2mol％，更为有利地为0.02～0.5mol％，更加有利地为0.04～0.2mol％。当内部交联剂的用量小于0.005mol％或大于2mol％时，所获得的吸收性能可能不合要求。

对于聚合引发剂没有特别的限制。可用的例子包括：热引发剂(例如下列过硫酸盐：过硫酸钠，过硫酸钾，过硫酸铵；下列过氧化物：过氧化氢，叔丁基过氧化物，丁酮过氧化物；以及下列偶氮化合物：偶氮丁腈化合物，偶氮脒化合物，环偶氮脒化合物，偶氮酰胺化合物，烷基偶氮化合物，2，2′-偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸化物，2，2′-偶氮二[2-2-亚胺偶氮-2-基]丙烷)二盐酸化物)；以及光引发剂(例如安息香衍生物，苯甲基衍生物，苯乙酮衍生物，二苯甲酮衍生物和偶氮化合物)。考虑到成本和降低剩余单体含量的能力等因素，适合使用过硫酸盐。此外，使用光引发剂和紫外线也是合适的方法。更为合适的是结合使用光引发剂和热引发剂。

虽然并未具体限制，但是含水单体溶剂中的单体组分的浓度有利地不小于30重量％，更为有利地不小于35重量％，更加有利地不小于40重量％，更有利地不小于45重量％，更加有利地不小于50重量％，更加有利地不小于55重量％，更加有利地在30～70重量％的范围内，仍然更加有利地在35～60重量％的范围内，然而更加有利地在40～60重量％的范围内。当上述浓度小于30重量％时，产量较低。当上述浓度大于70重量％时，吸收能力较差。

该反应系可加入例如：各种发泡剂(例如(氢)碳酸盐，二氧化碳，偶氮化合物，惰性有机溶剂)；亲水聚合物(例如淀粉，纤维素，淀粉衍生物，纤维素衍生物，聚乙烯醇，聚(丙烯酸)(盐)，交联聚(丙烯酸)(盐))；各种表面活性剂；螯合剂；和链转移剂(例如次磷酸(盐))。此外，还可加入无机粉剂。

<连续静态聚合>：

可以使用用于制造吸水树脂粒技术的传统连续静态聚合技术。举例来说，可采用如上述专利文献1中所公开的技术。

对于环形带和其他聚合装置，可采用与传统连续静态聚合相同的技术。聚合装置可设有例如加热和冷却机构、紫外线照射装置和减压装置。

聚合通常在正常压力下进行。但是，为了降低聚合系统的沸点，也可有利地在馏出水分时于减小的压力条件下进行。更为有利地，例如为了便于操作，在正常压力条件下进行聚合。

虽然并无特别限制，供聚合所用的温度通常不低于50℃，有利地不低于60℃，更为有利地不低于70℃，更加有利地不低于80℃，更加有利地不低于90℃，更加有利地在80～105℃范围内，最为有利的是在90～100℃范围内。如果温度低于50℃，由于感应期和聚合时间延长，不仅导致产量较低，而且吸水树脂的物理性能结果也较差。顺便说一下，聚合时间是指从完成聚合引发条件(包括完成含水单体溶液供应)至达到峰值温度的时间。

聚合引发温度通常不低于50℃，有利地不低于60℃，更为有利地不低于70℃，更加有利地不低于80℃，更加有利地不低于90℃，更加有利地在80～105℃范围内，最为有利的是在90～100℃范围内。如果聚合引发温度低于50℃，由于感应期和聚合时间延长，不仅导致产量较低，并且吸水树脂的物理性能结果也较差。如果聚合引发温度高于105℃，则可能出现不合要求的起泡或扩张。聚合引发温度可从例如含水单体溶液变得混浊、粘度上升和温度升高得知。

虽然并无特殊限制，但聚合期间的最高温度有利地不高于150℃，更为有利地不高于140℃，更加有利地不高于130℃，更加有利地不高于120℃，依然是更为有利地不高于115℃。如果上述最高温度高于150℃，其缺点在于，所产生的聚合物或水凝胶或吸水树脂粒的物理性能会大大降低。

聚合引发温度与聚合期间的最高温度之间的温差ΔT有利地不大于70℃，更为有利地不大于60℃，更加有利地不大于50℃，更加有利地不大于40℃，更加有利地不大于30℃，最为有利地不大于25℃。如果ΔT大于70℃，其缺点在于，所产生的聚合物或水凝胶或吸水树脂粒的物理性能会大大降低。

虽然并无特别限制，但聚合时间有利地不超过5分钟，更为有利地不超过3分钟，更加有利地小于3分钟，更加有利地不超过2分钟，然而更加有利地不超过1分钟。如果聚合时间大于5分钟时，其缺点在于产量较低。

在此聚合过程中，聚合引发之后，系统温度迅速升高，之后达到例如10～20mol％的低聚合转化的沸点，然后开始聚合，同时释放出水蒸汽以增加固体组分的浓度。在聚合过程中造成起泡膨胀和收缩。由于在聚合期间的水蒸汽压力作用导致聚合系统起泡，从而表面积增加。此外，藉此而促进水蒸汽挥发，然后引起收缩。这种形式的水凝胶片具有优良的脱开性能，例如从环形带上(其为一种聚合装置)脱开，并且也容易粉碎成颗粒。

水凝胶片在聚合期间的膨胀放大率有利地不小于2倍率，更为有利地不小于3倍率，更加有利地不小于5倍率，更加有利地不小于10倍率，然而更加有利地不小于20倍率。因为在聚合期间聚合系统被扩大，所以聚合被扩大时聚合开始进行。

聚合引发之后，通过在高温下聚合而获得高性能水凝胶或高性能吸水树脂粒。正常压力下的聚合是有利的聚合，以至于温度在40mol％的聚合转化过程中已达到不低于100℃，并且即使在50mol％的聚合转化过程中仍然不低于100℃，更为有利地，以至于温度在30mol％的聚合转化过程中已达到不低于100℃，并且即使在50mol％的聚合转化过程中仍然不低于100℃，以及最为有利地，以至于温度在20mol％的聚合转化过程中已达到不低于100℃，并且即使在50mol％的聚合转化过程中仍然不低于100℃。如果是在减小的压力下进行聚合同样也是有利的聚合，以至于温度在40mol％的聚合转化过程中已达到沸点，并且甚至在50mol％的聚合转化过程中仍然为沸点温度，更为有利地，以至于温度在30mol％的聚合转化过程中已达到沸点，并且甚至在50mol％的聚合转化过程中仍然为沸点温度，并且最为有利地，以至于温度在20mol％的聚合转化过程中已达到沸点，并且甚至在50mol％的聚合转化过程中仍然为沸点温度。

聚合按要求进行，同时水被蒸发，从而聚合所形成的水凝胶的固体组分浓度与含水单体溶液的固体组分浓度之间的比率(浓度比率)将有利地为不小于1.10的范围内，更为有利地不小于1.15，更加有利地不小于1.20，更加有利地不小于1.25。如果浓度比小于1.10，聚合热量的利用不能说是充分的。于此，含水单体溶液的固体组分是指单体及其他添加剂，并且不包括水或溶剂。

对于所制造的水凝胶片而言，其固体组分的浓度在50～80重量％的范围内，但是更为有利地在52～75重量％的范围内，更加有利地为55～70重量％。如果固体组分浓度过高，可以看到性能降低，即，吸收能力降低并且可提取组分含量增加。如果固体组分浓度太低，则后续的干燥步骤中所施加的荷载较重。

[连续片]：

对于按上述方式制造的高浓度交联水凝胶聚合物的连续片而言，其尺寸随制造装置和制造条件而变化。通常，连续片的宽度范围为10cm至3m。连续片的厚度范围为1～50mm，但是随位置不同相当分散。此外，连续片并非为平而光滑的片状，而是为起伏或波动的形式。

通过使连续片沿纵向运行而将其供给切割过程。虽然未对例如高浓度水凝胶片的制造条件做出限制，但是通常将连续片的运行速度设定在2～20m/min的范围内。

就在通过上述连续的静态聚合制造出来之后，连续片通常处于约60～100℃的高温状态下。但是，在本发明中，该高温状态下的连续片可供应给切割步骤。此外，还可将处于不低于70℃或不低于80℃的高温状态下的连续片供应给切割步骤。

[切割块]：

由连续片所制成的切割块的尺寸情况随水凝胶颗粒的使用目的和所要求的性能而变，或者随高浓度水凝胶片的性能而变。尤其要求，切割块的尺寸和形状适于生产水凝胶颗粒的粉碎步骤。要求这种尺寸和形状使得切割块可通过注入方式而顺利地供应给连续粉碎机。

切割块的形状通常为矩形。但是，即使不是严格的矩形，而是接近矩形的平行四边形或菱形也是可以的，这取决于切割的方法。外边缘通常由直线组成，但是如果是曲线也可以。

切割块长边侧的尺寸确定在10～100cm的范围内，而其短边侧的尺寸在10～100cm的范围内。

此外，虽然取决于所使用的连续的粉碎机的情况，例如，如果连续片的宽度在10～300cm的范围内，有利地为10～200cm，更为有利地为10～100cm，但是之后也可通过仅沿长度方向而非沿宽度方向每隔一定尺寸切断连续片而获得切割块。

[纵向切断]：

当由连续片制造切割块时，如果连续片的宽度较窄，则仅通过沿长度方向每隔预定的间隔切断连续片而获得目标切割块。通常，连续片的纵向切割间距是根据目标切割块长边侧的尺寸设定的。此外，连续片的纵向切割间距也可根据目标切割块短边侧的尺寸设定。例如，当连续片每隔一定尺寸仅沿纵向切断而非沿横向切断时，则连续片的纵向切割间距可设定在10～100cm的范围内，优选10～50cm。

作为一种纵向切割方式，可采用通过切割刀片之间的啮合而对连续片进行切割的切割方式。通过啮合进行切割是这样一种技术，即当切割刀片相对地移动以通过彼此边缘时，存在于其间的连续片被切割。

具体而言，可采用如下切割装置。

<固定刀片和旋转刀片>：

借助于一固定刀片和一旋转刀片之间的啮合，通过沿横向切开连续片而将连续片每隔一定间距沿纵向切断，其中，固定刀片是固定着的，并且沿横向交叉布置于所述连续片的一个表面上，并且其中，旋转刀片在连续片的相对表面上、绕作为旋转中心的横向横轴、并沿连续片的运行方向旋转。

对于固定刀片而言，可在几乎与连续片的一面接触的位置内设有一薄带板状刀片，以便与连续片的运行方向相交成直角。

旋转刀片可设置于通过例如电机旋转驱动的一回转体的外圆周上，从而刀片边缘可沿直径方向伸出。旋转刀片也可设置在回转体圆周方向上的至少两个位置处。连续片的切割间距可通过调整回转体的转速(即旋转刀片的转速)和连续片的运行速度进行控制。通常旋转刀片的转速可设定于至多约为100rpm的范围内。也可使得旋转刀片切割连续片时与旋转刀片通过远离连续片一位置时这两种情况下旋转刀片的转速不同。例如，当切割连续片时，可让旋转刀片与连续片的运行同步移动，而切割之后，可让旋转刀片快速移动，从而防止连续片或切割块被粘附，并为下次切割操作做准备。使待切割材料的移动速度与切割刀片的移动速度同步的切割称为同步型切割，并且，将例如一种低惯性伺服马达用于旋转刀片的原动力。

可将平带板状旋转刀片用作旋转刀片。旋转刀片边缘的布置形式使其可按与固定刀片相啮合的形式通过一位置，该位置为其与固定刀片的边缘之间所开有的一细长缝。这些刀片边缘之间的缝隙可设定在0.005～0.05mm的范围内，有利地为0.01～0.04mm，更为有利地为0.01～0.03mm。如果缝隙太窄，则由于例如温度变化之类的影响，刀片边缘将不适宜地碰在一起，从而受到磨损和损坏。如果上述缝隙太宽，则难以对薄的连续片进行切割。

旋转刀片的边缘和固定刀片的边缘要么彼此平行布置，要么彼此倾斜布置。旋转刀片的边缘可与固定刀片的直边倾斜。在这种情况下，旋转刀片的边缘必然沿一圆柱形平面倾斜，刀片边缘或旋转刀片必然成螺旋形布置。为了减小切割阻力，对于薄的连续片而言，通常适合将旋转刀片的倾斜角设定得较小，而对于厚的连续片而言，适合将其设定得较大。合适的倾斜角还取决于连续片是硬还是软。通常，倾斜角可设定在约1～2度的范围内。

如果连续片是由刀片彼此之间倾斜布置的固定刀片的边缘和旋转刀片的边缘进行切割时，则固定刀片和旋转刀片的边缘相互之间最接近的啮合位置逐渐由连续片宽度方向的一端移动至另一端，从而形成连续片横向宽度方向的切缝。从而连续片被平滑而有效地切割。由于每一时刻的切割位置基本上是在一个地方的点位上，所以可防止固定刀片和旋转刀片的表面长时间压在连续片上，从而不适宜地受到粘附。

固定刀片和旋转刀片的材料可采用惯用的刀片材料。举例来说，包括碳素钢，瑞典钢，轴承钢，陶瓷，弹簧钢，粉末冶金工艺(PIM)高速钢，模具钢，合金工具钢，超耐热不锈钢，高速钢，钨铬钴合金，不锈钢以及铁钛(ferrotic)钢。当要求耐腐蚀性能时，适合采用马氏体型不锈钢(例如SUS440C，SUS420J2)。

<旋转刀片和旋转刀片>：

可将上述旋转刀片面对面地设置于连续片的表面和背面上，从而通过这些旋转刀片之间的啮合对连续片进行切割。

另外，在这种情况下，连续片的两个面上的旋转刀片可能要么相互平行布置，要么相互倾斜布置。两个面上的旋转刀片的倾斜角可互不相同。旋转刀片的材料和结构状态可根据固定刀片和旋转刀片之间的上述啮合的情况进行设定。

<防止粘附>：

对于构成切割机的构件(例如切割刀片)而言，可能的情况是：为了使得连续片基本上不会粘附，这些构件由氟树脂材料构成，为防止粘附所进行的测量(例如测量涂有氟树脂的)仅在构件的表面上进行。对于用于防止粘附的表面处理方式而言，可采用树脂(例如氟树脂)涂层及其他方式，例如碳化，氮化，重铬处理，原子(atomlly)处理，树脂粘结剂(redux)处理，特氟隆(tef-lock)，喷钨，硬质铬电镀以及喷瓷。

也可在切削刀片的表面上形成用于防止粘附的凹凸面和/或凹槽。

对于切割机的结构而言，为了防止粘附，更为可取的是，除了切割所必需的构件(例如固定刀片和旋转刀片)之外，在连续片和切割块通过的范围内结构构件应尽可能地少。举例来说，更为可取的是，开放切割位置的边缘，而不是在切割位置的周围设置盖子。

[横向切断]：

当连续片的宽度大于目标切割块的尺寸时，行之有效的是每隔一定间隔沿宽度方向切断连续片。

横向切割间隔可设定于10～100cm的范围内。

横向切断连续片可在纵向切断之前或之后进行。通常，在沿横向切断成一定宽度之后，更容易进行通过每隔一定间距进行纵向切断来获得切割块的这种操作。

对于横向切断连续片的方式而言，可采用各种片材切断方式。优选连续片粘附少的方法。

例如，可利用一旋转刀片在连续片上沿纵向制出连续切口的方式而将连续片按限定的间距横向切断，所述旋转刀片在沿连续片的运行方向的平面内旋转。这种切割方式被称为纵切断器(slitter)方式。对于这种纵切断器方式的切割方法而言，已知的有如下三种方式：刮切(razor cut)、剪切和刻痕切(score cut)。各种方式均可采用。就切割能力而言，剪切和刻痕切割最为出色。合适的方式有缠绕(wrap)纵缝刮切、缠绕纵缝剪切和缠绕纵缝刻痕切，在这些切割方式中，连续片缠绕在作为待切割的连续片所通过的经过线(pass line)的接受辊或下刀片周围而被切割。

在刻痕切方式中，盘状旋转刀片被压在沿接受辊的顶面运行的连续片上，从而以压切的方式对夹在旋转刀片与接受辊之间的连续片进行切割。可通过例如气压将压力施加到结构构件，例如盘状旋转刀片的支承轴上。气压可设定在0.3～1.0Mpa的范围内，有利地为0.4～0.8MPa，更加有利地为0.4～0.6MPa。就提高耐用性而言，有利的是使得接受辊的表面材料比旋转刀片的材料更硬。

在剪切方式中，连续片被供应至盘状旋转刀片的一侧面被迫通过以会合另一旋转刀片部分的一侧面的位置处，从而连续片通过剪切作用而被切割。施加剪切作用的一对刀片之间的间隙可设定为待切割材料厚度的5～15％的范围内。当切割刀片为单侧缘刀片时，它可按与配对刀片部分轻轻接触的方式被使用。此外，还可以通过一盘簧或气压施加接触压力。

此外，也可采用通过对上述各种切割方式进行组合或改进而布置成的切割方式。

另外，对于横向切断方式而言，与上述纵向切断方式类似，可在切割刀片表面和/或构件表面上采取措施(例如涂覆氟树脂)以防粘附，所述构件与切割刀片相邻，并且可能受到连续片的粘附。

[防粘附介质]：

防止连续片粘附的行之有效的做法是，对用于切割连续片的固定刀片和旋转刀片、以及靠近切割位置并可能与连续片接触的位置处(例如用于提供固定刀片和旋转刀片的构件)提供防粘附介质。防粘附介质对于防止连续片粘附到构件(例如切割刀片)上是有效的，此外，对于防止切割后的连续片的切割断面之间的再次粘附也是有效的。

可用的防粘附介质可为不会改变连续片质量、降低其性能、或对于后面的步骤，例如粉碎步骤起到任何不良影响的液体或气体。具体的例子包括水、温水和水蒸汽。可用的温水为约60～90℃的温水。

防粘附介质可通过例如喷雾器和喷头一类的喷射装置供应至预定位置。就旋转刀片而言，即使不把防粘附介质供应到切割位置，而只是供应到旋转刀片旋转通过的位置处也是有效的。

防粘附介质的供应量根据例如切割方式和切割刀片的结构而有所不同。

举例来说，当用水作为防粘附介质时，对于运行速度为2～15m/min(米/分)的连续片来说，可将供水量可设定为约5～2000g/min(克/分)。此外，对于温水而言也可采用同一范围内的供应量。对于水蒸汽而言，考虑到由于扩散一类的因素所散失的数量，供应量可设定在约25～10000g/min的范围内。

[预防热变形]：

有一种可能便是，用于切割连续片的切割装置(包括切割刀片，例如旋转刀片和固定刀片)可能因为伴随切割作用而产生的热量出现变形。如果出现这种热变形，则例如切割刀片的位置、尺寸和形状会稍微变化，并且切割刀片之间的间隙也会改变，从而它们的锐度变差，或者切割刀片容易受到磨损或损坏。

因而，切割装置可设有用于预防或防止发生热变形的装置。对于这种防热变形装置而言，可采用与惯用切割机上设置的热变形防止结构和热变形防止装置相同的机构和装置。

防粘附介质的上述供应也可用作热变形防止装置。从切割刀片上消除热量以防止发生热变形这一功能还可通过向切割刀片喷射防粘附介质或让防粘附介质与切割刀片接触的方式来行使。

对于用于防止热变形的介质而言，优选热导率高或热容量大的介质。并且优选性能不降低切割刀片锐度的介质。

水、温水或水蒸汽可用于防止粘附，也可用于防止热变形，同时在容易处理这一点上是相当出色的。水、温水或水蒸汽的供应量可设定在如同文中有关防止粘附的前述范围内。但是，在上述供应量范围内设定一较大的供应量不仅对于防止粘附的目的，而且对于充分执行防止热变形的功能都是有效的。

[切割过程中连续片的情形]：

连续片在切割机上的粘附以及切割块之间的粘结可通过连续片在切割过程中的状态或运行方向有效预防。

当按一定间距沿纵向切断时，连续片可按从上至下悬置的方式竖向运行。切割机的固定刀片和旋转刀片、或旋转刀片面对面地布置于竖向运行的连续片的两个表面上。如果连续片已被切割，则从连续片分离开的切割块由于自重而下降，并因此不会粘附到切割机的组成构件(例如切割刀片)上而是立即被分开。切割段之间的再次粘附也可得以避免。由于连续片因自重而落下，所以即使不使用传送辊或传送装置运行连续片，也不会发生连续片粘附到传送辊或传送装置的现象。如果由于自重而落下的切割块由连续粉碎机的注入口(设定于下降路线下方)接收，则它们可安全且有效地供应给连续粉碎机。

当让连续片沿向下倾斜的方向运行，而不是让连续片完全竖直向下运行时，也可沿纵向将连续片切断。同时在这种情况下，作用在连续片或切割块上的重力的垂直分量使切割块从连续片上顺利分离。此外，即使例如倾斜布置的传送装置用来使连续片倾斜运行，也可防止连续片强有力地压在传送装置上，因此很少粘附在其上。

[切割块的粉碎]：

从连续片上切下的切割块被连续供应至一连续粉碎机，以便进行连续粉碎，并且在切割块的供应量与连续粉碎机的粉碎及排料能力满足(供应量)≤(粉碎及排料能力)的情况下，进行粉碎及排料，从而获得水凝胶颗粒。

可用作连续粉碎机的是适于在各种用于传统吸水树脂制造技术的粉碎机之间连续操作的装置。

例如，可使用螺旋挤压型粉碎机。该螺旋挤压型粉碎剂的结构为：一螺杆在一圆柱形圆筒内转动，并且已供应到该圆筒的材料注入口的切割块被向前输送，同时在通过螺杆旋转进行搅动时被粉碎，然后，粉碎块由布置于该圆筒的前端处的一穿孔挤压片被挤出，从而获得粒径与穿孔挤压片的孔径相当的水凝胶颗粒。孔径越大，生成水凝胶颗粒的粒径就越大。但是，有一种倾向便是：穿孔挤压片的孔径并非与所生成的水凝胶颗粒的粒径相符，而是所获得的水凝胶颗粒的粒径要小于孔径。此外，还可在穿孔挤压片内部设置旋转刀片来切割待处理的材料。就具体结构而言，可采用与业已公知的螺旋挤压型粉碎机相同的结构的适当组合结构。作为螺旋挤压型粉碎机的具体例子，可使用市场上购得的装置，例如斩拌机(由Hiraga Kosakusho制造)和Dome Gran(由Fuji Paudal有限公司制造)。此外，也可采用仅具有一个螺杆的单螺旋挤压机，以及双螺旋或四螺旋挤压机。当螺杆为多个时，螺杆元件的旋转方向可以相同，也可以不同。

对于螺旋挤压型粉碎机而言，单位时间内水凝胶颗粒的粉碎处理数量或排料量可通过调整螺杆的转速而改变。

同样可用作连续粉碎机有：塔式粉碎机，例如Rote Plex(由Hosokawa Mikron有限公司制造)；螺旋式粉碎机，例如专用三螺旋式Alpha(Triple-Special-Screw Type Alpha)(由Nippon SpindleProduction制造)；以及双螺旋型连续旋转剪切器，例如GainLx(注册商标)压碎机(由Horai有限公司制造)。

对于连续粉碎机而言，如果切割块的供应量大于其粉碎及排料能力时，则切割块将不适宜地在装置内停滞，或者切割块不适宜地将其内部阻塞。如果切割块在该装置内被过度搅拌或揉搓，则水凝胶的性能便会被改变或降低。

因此，粉碎及排料是在切割块的供应量和连续粉碎机的粉碎及排料能力满足(供应量)≤(粉碎及排料能力)的条件下连续进行的。

连续粉碎机的圆筒体可设有一温度调节机构，用于冷却或加热待处理的材料。

[水凝胶颗粒]：

从连续粉碎机排出的水凝胶颗粒是例如为球体形的颗粒状形状。水凝胶颗粒的形状根据粉碎情况而有所不同。除了球形之外，还可具有其他形状，例如椭圆体和长圆柱体。此外还有不规则形状。即使制造过程中的聚合作用包含发泡过程，大部分生成颗粒也都是不含任何气泡的不确定形状，原因可能在于上述发泡过程中产生的气泡尺寸较大。

水凝胶颗粒的粒径可设定在0.5～3mm的范围内。

水凝胶颗粒因其本身所具有的特点而可用于各种使用场合。它们可用于例如卫生物品、农业和园艺。它们可与细颗粒无机物(例如膨润土、沸石、二氧化硅)混合以确保颗粒的流动性。

通过干燥处理，水凝胶颗粒可用作干态吸水树脂粒。适合作为干燥法的是使得材料在移动时与热空气和/或传热面良好接触的干燥方法，例如搅动干燥法、流化床层干燥法和气流干燥法。

此外，水凝胶颗粒也可用例如各种处理液体进行处理，或者在处理之后进行干燥。另外，也可进行表面处理，例如表面交联处理。

发明效果如下：

在本发明的用于制造水凝胶颗粒的工艺中，质量和性能较高的水凝胶颗粒(由此获得吸水性能极佳的吸水树脂粒)可通过包括如下步骤的工艺有效制得：当连续片纵向运行时，每隔一定间距沿纵向切断高浓度交联水凝胶聚合物的连续片，从而获得切割块；然后，在切割块的供应量与连续粉碎机的粉碎及排料能力满足(供应量)≤(粉碎及排料能力)这一条件的情况下，将生成的切割块连续供应给一连续粉碎机，以连续进行粉碎和排料，从而获得水凝胶颗粒。

在将因未形成切割块而剩下的水凝胶连续片供应给连续粉碎机的情况下，则必须使得连续片的供应量正好与连续粉碎机的粉碎及排料能力相符。如果连续片的供应量太大，则连续粉碎机会被过多的连续片阻塞。如果连续片的供应量太小，则连续粉碎机便会在连续片上施加较大的压力，从而不适宜地将其中断，以至于连续供应成为不可能。

由于连续片的供应量(即制造量)取决于制造条件(例如聚合步骤)，所以连续粉碎机的粉碎及排料能力必须达到与连续片的供应量一致的水平。但是，这意味着连续粉碎机的选择或设计难度增加，从而使得设备的成本增加。这时所出现的情形便是，如果连续片的制造条件改变，则也必须更换连续粉碎机。

因此在本发明中，从连续片上获得切割块之后，在(供应量)≤(粉碎及排料能力)的条件下连续进行粉碎及排料是行之有效的。

作为一种用于纵向切断连续片的方法，如果在纵向运行连续片时，通过固定刀片和旋转刀片之间的啮合纵向切断连续片(其中，固定刀片被固定并横向交叉布置在连续片的一个表面上，并且旋转刀片在连续片的相对表面上、绕作为旋转中心的一横向横轴、并且沿着连续片的运行方向旋转)，则连续片会被有效地切开，而且高浓度水凝胶片(具有强粘性)不会不适宜地粘附到切割刀片或其他装置构件上，并且该片不会不适宜地阻塞装置。

通过下文的具体描述，将更加清楚本发明的上述和其它目的及优点。

附图说明

图1是制造装置的整体构成视图，示出了用于实施本发明的一种模式。

图2为从连续片的表面侧所示的正面图。

图3为一透视图(a)和一正面图(b)，示出了切割机的刀片部结构。

图4为一剖面图，示出了用于进行切割的另一模式。

图5示出了纵切机的详细结构视图。

图6是切割操作部分的整体构成视图，示出了用于实施本发明的另一种模式。

附图标记说明

10：高浓度水凝胶连续片

12：切割块

14：水凝胶颗粒

20：纵切机

22：接受辊

23：凹槽

24：盘状旋转刀片

26，38：喷嘴

30：切割机

32：片状固定刀片

34：回转体

36：片状旋转刀片

40：连续粉碎机

42：注入口

46：螺杆部分

48：穿孔挤压片

C：啮合位置

x：间隙

具体实施方式

下面对本发明作详细描述。不过，本发明的范围并不限于这些描述。并且在不背离本发明精神的范围内，还可按下文示例的合适的改进方式实施除下列示例之外的其他实施方式。

[整体构造]：

在实施如图1和2所示的本发明的模式中，水凝胶颗粒由高浓度水凝胶片制成。

水凝胶片10为通过连续静态聚合方法在环形带上制造成带状的连续片，并且通过例如输送机的输送装置沿纵向连续运行。该连续片在图中示为扁平片形状，但是事实上，其厚度呈波动或起伏状，或者厚度是变化的，或者宽度也是变化的。

沿水平方向运行的水凝胶连续片10被供应到纵切机20上。供应到纵切机上的连续片10的运行速度为4.5m/min，而该连续片10的宽度约为80cm。

<纵切机>：

纵切机20设有：一布置于连续片10背面上的接受辊(receivingroll)22；和一布置于连续片10表面上的盘状旋转刀片24。如图2所示，盘状旋转刀片24相隔一定距离沿连续片10的横向至少布置两个。盘状旋转刀片24切入连续片10以在连续片10上形成纵向连续切缝，从而将其沿横向切断。连续片10上所形成的切缝的位置和数量可根据盘状旋转刀片24的布置数量和间距不同而改变。

图5示出了纵切机20的详细结构实施例；图5(a)为纵切方式中盘状旋转刀片24的边缘切入连续片10内的构造，所述旋转刀片由涂有氟树脂的耐蚀不锈钢制成，刀片边缘直径为7.5cm，被设置成几乎与同样由涂有氟树脂的耐蚀不锈钢制成、且直径为一14cm的圆柱形形状的接受辊22的表面相接触。通过施加例如气压之类的压力而按压盘状旋转刀片24这一方式，将连续片10从上侧进行切割。

图5(b)中的结构如下：同上所述，由涂有氟树脂的耐蚀不锈钢制成的、直径为14cm的接受辊22设有一凹槽23，并且该凹槽23的开口周边为刀片部分。由涂有氟树脂的耐蚀不锈钢制成、且刀片边缘直径为7.5cm的盘状单侧边刀片形式的旋转刀片24的一侧面被布置成几乎与凹槽23的一内侧面相接触的形式。在剪切方式中，连续片10在置于盘状旋转刀片24的侧面与凹槽23的开口周边之间的状态下通过剪切作用而被切割。

如图1所示，用于喷射作为防粘附液体的水的喷嘴26布置在盘状旋转刀片24的附近。通过将水从喷嘴26喷射到盘状旋转刀片24，得以防止连续片10的材料粘附到盘状旋转刀片24上，从而得以保持盘状旋转刀片24的锐度。

对于通过纵切机20横向切断的连续片10而言，其运行方向由水平方向变成沿着接受辊22的竖直向下方向。

<切割机>：

沿竖直向下方向下降运行的连续片10被供应到切割机30上。

如图3(a)详细示出的，切割机30具有一直边固定刀片32，该刀片横过连续片10的宽度方向而支承在连续片10的一个表面上。此外，切割机30还具有：一回转体34，布置在面对固定刀片32的一位置处，并且横过连续片10的宽度方向布置在连续片10的背面上，并且沿连续片10的运行方向转动着推进；以及一片状旋转刀片36，沿直径方向由回转体34的外周边伸出，并且沿回转体34的外周边与回转体34的轴向稍微倾斜地成螺旋形布置。由于片状旋转刀片36是按这种方式设置在回转体34的外周边上的，所以该旋转刀片可在连续片10的背面上、绕作为转动中心的轴(图中未示出)(横过连续片10的宽度方向)、以及沿着连续片10的运行方向旋转。

固定刀片32由涂有氟树脂的耐蚀不锈钢制成，其刀片边缘宽度为7cm。回转体34由涂有氟树脂的耐蚀不锈钢制成，其外径为20cm。片状旋转刀片36由涂有氟树脂的耐蚀不锈钢制成，其从回转体34的外周边突出的长度为7cm。

通过回转体34旋转，固定刀片32的边缘和片状旋转刀片36的边缘以相互啮合的方式彼此通过。由于片状旋转刀片36成螺旋形倾斜，所以片状旋转刀片36和固定刀片32之间的啮合位置C逐渐沿轴线方向由一端侧面移动至另一端侧面。通过该啮合位置C的移动，连续片10得以在啮合位置C处被切开。连续片10仅与固定刀片32和片状旋转刀片36在啮合位置C的周边接触，并且不与例如回转体34的外周边接触，从而不会粘附到其上。

顺便说一下，如图3(b)所示，在固定刀片32的边缘与片状旋转刀片36的边缘之间开有一细长间隔，即间隙x。通过适当调整该间隙x，可使得锐度良好，或者可以提高固定刀片32及片状旋转刀片36的耐用性。

连续片10的纵向切割间距可根据回转体34上的片状旋转刀片36的设置间距或数量以及回转体34的转数与连续片10的运行速度之间的关系而变。

如图1所示，用于喷射防粘附液体的喷嘴38(同上所述)被设定成在固定刀片32上倾斜，并且在回转体34上倾斜，从而防止连续片10粘附到固定刀片32和片状旋转刀片36上。设定成在回转体34上倾斜的喷嘴38将水从片状旋转刀片36旋转移动范围的外面喷射至片状旋转刀片36上。

如图2所示，由纵切机20沿宽度方向分开的连续片10还被切割机30每隔一定间距沿纵向切断。从而获得了近似矩形的切割块12。在图2中，所示切割块12完全为矩形。但是，由于矩形稍微翘曲，被切割机30的倾斜片状旋转刀片36切割出来的切割块12的形状也可近似为平行四边形或菱形。

如图1所示，如果竖直向下移动的连续片10被切割机30沿纵向切断，则所生成的切割块12由于自重而落下。

<连续粉碎机>：

如图1所示，螺旋挤压型连续粉碎机40设置在切割机30下方。

在连续粉碎机40的顶部具有一用于注入待处理材料的入口42。注入口42的形状和尺寸使得由切割机30供应的切割块12可安全地通过降落而注入。例如，该注入口为50cm×50cm大小的矩形开口。

在注入口42下方设有：一圆柱形圆筒部分44；以及一在该圆筒部分44内旋转的螺杆部分46。螺杆部分46由例如马达旋转驱动。在圆筒部分44前端设有一若干小孔贯穿其中的穿孔挤压片48。

供应到注入口42的切割块12向前移动，同时通过螺杆部分46的旋转而在圆筒部分44内搅动和粉碎，最后从穿孔挤压片48挤出，从而形成水凝胶颗粒14并且从连续粉碎机40排出。所生成的水凝胶颗粒14的粒径显然小于穿孔挤压片48的孔径。例如，从孔径为16的穿孔挤压片48挤出而得到的水凝胶颗粒14的粒径约为2.5mm。

[改进切割机的实施例]：

图4示出了不同于实施本发明的上述模式的切割机30的结构。

回转体34和片状旋转刀片36布置在竖直向下移动的连续片10的表面和背面。用于喷射防粘附液体的喷嘴38也设置在两个表面上。

由于左右两个旋转体34均沿连续片10的运行方向转动，所以它们必然沿彼此相反的方向转动。

对于设置在左右旋转体34之一上、相对于这些旋转体的轴向倾斜的片状旋转刀片36而言，左右片状旋转刀片36以相互啮合的方式在两者之间的连续片10的位置处相互通过。连续片10通过左右片状旋转刀片36之间的啮合位置C由连续片10的一端侧面移动至另一端侧面的方式被切割。

在本发明的这种实施模式中，由于切割连续片10的两个刀片为片状旋转刀片36，它们之间的移动速度非常大，所以可将连续片10快速而强有力地切开。

同样在本发明的这一实施方式中，与如图3(b)所示的本发明的上述实施方式类似，在一对彼此啮合的片状旋转刀片36、36的边缘之间开有一间隙x。尤其是，由于两个片状旋转刀片36、36为旋转移动，所以适当调整间隙x非常重要。

[本发明的另一实施方式]：

如图6所示的本发明的实施方式与本发明的上述实施方式在纵切机20和切割机30的布置结构上有所不同。

借助于穿过纵切机20而被纵向切开的连续片10结果并非竖直向下运行，而是倾斜向下运行。输送机50设置在纵切机20的下游侧，并且输送机50的输送表面向下方倾斜。输送机50的输送表面通过例如氟树脂工艺进行处理，从而减少其与连续片10的粘附程度。

切割机30在输送机50的下游侧上、于其下方倾斜设置。连续片10由切割机30沿纵向切断，然后所生成的切割块12自由降落。结果，最初由于运行的惯性作用它们向下倾斜移动，直到由于重力作用以至于从切割机30的固定刀片32和片状旋转刀片36分开为止，并且此后由于重力作用而竖直向下降落。因此，需要将连续粉碎机40的注入口42根据切割块12的下降路线进行布置。

优选实施方式的具体描述

在下文中，通过如下一些优选实施方式对本发明作更为具体的描述。不过，本发明无论如何都并不局限于此。

用于实施本发明的具体技术及其性能的评价结果说明如下：

[用于测定性能的方法]：

<吸收能力(GV)>：

测量空载吸收能力。将0.2g的样品均匀置于无纺布制袋子(60mm×60mm)内，然后浸入0.9重量％的含水氯化钠溶液(生理盐水)。30分钟之后，将袋子拉上来，然后用离心分离器以250×9.81m/s²(250G)的速度脱水3分钟，之后测量袋子的重量W1(g)。此外，在没有吸水树脂的情况下进行上述相同的过程，并且测量生成物的重量W0(g)。之后，根据下列公式由这些重量W1和W0计算空载吸收能力：

GV(g/g)＝[(W1-W0)/样品的重量(g)]-1

<水可提取物的组分含量>：

将184.3g的0.9重量％的含水NaCl溶液(生理盐水)例入容量为250ml的带盖塑料容器中称重。然后，将1.00g的样品加入该水溶液中，搅拌16小时，从而将可提取组分从树脂中提取出来，以测定可提取组分的数量。

<盐导流能力SFC>：

其测量方法根据JPA-509591/1997(kohyo)的盐导流能力(SFC)测试而进行。

[实施例1]：

<制造水凝胶片>：

将预定流量的下列溶液搅拌混合在一起以制备单体液体。

48.5重量％含水氢氧化钠溶液73.5g/s

53.9重量％含水丙烯酸溶液169.2g/s

通过溶解77.4份重的50重量％含水丙烯酸溶液、0.781份重的2-羟甲-2-甲基苯基乙基甲酮、0.849份重的46重量％含水戊钠二乙烯三胺戊醋酸溶液、和21.0份重的聚乙二醇二丙烯酸酯(平均分子量：523)溶解在一起而制备的溶液1.43g/s。

所生成的单体液体的温度在大约95℃时稳定。

将单体液体连续供应给供应管线，并且在该供给管线中不断地搅拌，然后把3重量％的含水过硫酸钠溶液以3.40g/s的流量汇入该单体液体中，从而形成混合液体。该混合液的单体浓度为45重量％，中和度为70mol％。

用作皮带聚合的装置为如下装置：设有一有效长度为7.0m、宽度为1.5m且表面涂有氟树脂的环形带；并将一UV灯设置于皮带上方；并且将底部和周边在大约100℃时加热和绝热；以及，在中央部设有一吸气管以回收蒸发的水份。

将上述混合液供应到皮带聚合装置上，直至单体的厚度为5.6mm，从而以4.5m/min的皮带转速连续进行聚合。所得到的是固体组分含量为60重量％、缩后片宽约为80cm、片厚2～20mm(厚度出现这种离散是因为膨胀之后在收缩的过程中产生皱纹，并且是因为这些皱纹可能落在彼此的顶部而造成)、以及表面温度约为70℃的带状水凝胶聚合物片。

<制造切割块>：

立即将所产生的带状水凝胶连续片通过输送带供应给纵切机。该纵切机的基本结构如图5(a)所示。将直径为75mm、厚度为2mm的压切式纵切刀型旋转刀片间隔布置在三处，并且相对于这些旋转刀片设置一直径为140mm的接受辊。当将连续片置于压切式纵切刀处时，其沿宽度方向在0.40MPa的气压下被分成四片。

由纵切机横向分开的连续片由于自重而随接受辊改变运行方向成竖直垂下的状态被供应给一切割机。

该切割机的基本结构如图3所示，即为如下：一固定刀片，厚度为20mm，至其刀片边缘的长度为70mm；一辊形回转体，直径为200mm；以及一螺旋片状旋转刀片，设置于回转体的外周边，厚度为14mm，至其刀片边缘的长度为70mm，宽度为1.4m。片状旋转刀片仅在回转体的一个位置处设置。将固定刀片与旋转刀片之间的间隙调整为约0.01mm。该切割机为半同步型旋转切断机。

回转体以30rpm的转数将连续片每隔15cm沿连续片的纵向连续切割。所得到的是几乎为20cm×15cm的矩形切割块。

据观察，连续片未粘附在纵切机的压切式纵切刀刀片或接受辊上，或者粘附到切割机的固定刀片、旋转刀片或回转体上。在切割块的切割断面之间也看不到再次粘附现象。但是，当操作进行了很长时间时，可稍微看到连续片粘附到例如切割刀片上，并且看到切割块的切割断面之间再次粘附。不过在实际使用时并没什么问题。

<连续粉碎>：

用挤压孔的孔径为16mm的斩拌机将由切割机制成的切割块粉碎，从而得到水凝胶颗粒。

用作斩拌机的是72型斩拌机(由Hiraga Kosakusho制造：螺杆转数为105rpm时的处理能力＝约6t/小时)。该装置为螺旋挤压型连续粉碎机。斩拌机的注入口约为50cm×50cm，并且确实可接收由前述步骤所产生的切割块。

将螺杆转数设定在15rpm，斩拌机对水凝胶颗粒进行粉碎然后排出的处理能力为0.86t/小时。由切割机供应给斩拌机的切割块的供应量为0.66t/小时。这满足(供应给斩拌机的供应量)≤(粉碎及排料能力)的条件。

斩拌机的啮合状态良好，从而不会出现淤塞，并且排料状态同样良好，从而使得排料连续进行。在注入部分的加料斗中也看不到淤塞现象。

<制造吸水树脂颗粒>：

用180℃的热风将从斩拌机排出的水凝胶颗粒干燥40分钟以获得干燥的材料，之后用辊式破碎机将其粉碎，从而获得颗粒状吸水树脂粒(1)。用筛子从吸水树脂粒(1)中筛分300～600μm粒径范围内的颗粒，然后测量筛分颗粒的物理性能。吸收能力为42(g/g)，可用水提取的组分含量为14重量％。随后，在212℃用灰浆搅拌机以丁二醇/丙二醇/水/24％氢氧化钠系进行热处理。处理后的吸水树脂粒的物理性能：吸收能力为30(g/g)，盐导流能力(SFC)为40。业已证实，所制造的吸水树脂粒实际上充分具有吸水树脂粒的性能。

[实施例2]：

<切割块制造>：

利用输送带将由水凝胶片组成的连续片供应给纵切机，所述连续片通过与实施例1相同的工艺制造。

所使用的纵切机为与实施例1相同的压切式纵切刀，但是其压切式纵切刀刀片和接受辊均涂有氟树脂。同实施例1的方式，将连续片以20cm的宽度横向分成四份。

将从纵切机上竖直垂下的连续片供应给切割机。

切割机的结构基本上同实施例1，但是其固定刀片和接受辊涂有氟树脂。在回转体转数为30rpm的情况下，将连续片每隔15cm沿连续片的纵向连续切割。获得几乎为20cm×15cm的矩形切割块。据观察，连续片未粘附到纵切机或切割机上。在切割块的切割断面之间也看不到再次粘附现象。所以操作进行很长时间之后，上述粘附和再次粘附情况均很轻微。

<连续粉碎>：

用同实施例1的斩拌机粉碎切割块，从而获得水凝胶颗粒。

<制造吸水树脂颗粒>：

用同实施例1一样的工艺对水凝胶颗粒进行处理，从而获得颗粒状吸水树脂粒(2)。同实施例1的方式，从吸水树脂粒(2)中筛分粒径范围为300～600μm的颗粒，然后测量筛分颗粒的物理性能：吸收能力为42(g/g)，可用水提取的组分含量为14重量％。随后，进行同实施例1的热处理。热处理后的生成材料的物理性能：吸收能力为30(g/g)，SFC为40。

获得物理性能与实施例1一样的吸水树脂粒。

[实施例3]：

<制造切割块>：

利用输送带将由水凝胶片组成的连续片供应给纵切机，所速连续片通过与实施例1相同的工艺制造。

所使用的纵切机为与实施例1一样的压切式纵切刀，但是其旋转刀片和接受辊均涂有氟树脂。使用喷嘴向旋转刀片喷水。洒水量的范围为5～10cc/分钟。

同实施例1的方式，将连续片每隔20cm的宽度横向分成四份。

将从纵切机上竖直垂下的连续片供应给切割机。

切割机的结构基本上同实施例1，但是其固定刀片和旋转刀片涂有氟树脂。固定刀片和旋转刀片中的每一个均设有一喷嘴向其喷水，并设有一装置向该喷嘴供水。洒水量的范围为5～10cc/分钟。回转体以30rpm的转数将连续片每隔15cm沿连续片的纵向连续切开。所得到的是几乎为20cm×15cm的矩形切割块。

据现察，连续片未粘附到纵切机或切割机上。在切割块的切割断面之间也看不到再次粘附现象。此外操作进行很长时间之后，看不到上述粘附现象，也看不到再次粘附现象。

<连续粉碎>：

在与实施例1相同的处理条件下，用同实施例1的斩拌机粉碎切割块，从而获得水凝胶颗粒。

<制造吸水树脂颗粒>：

同实施例1的工艺处理水凝胶颗粒，从而获得颗粒状吸水树脂粒(3)。同实施例1的方式，从吸水树脂粒(3)中筛分粒径范围300～600μm的颗粒，然后测量筛分颗粒的物理性能：吸收能力为42(g/g)，可用水提取的组分含量为14重量％。随后，进行如实施例1相同的热处理。热处理后的生成材料的物理性能：吸收能力为30(g/g)，SFC为40。获得物理性能与实施例1一样的吸水树脂粒。

[实施例4]：

<切割块制造>：

利用输送带将由水凝胶片组成的连续片供应给纵切机，所述连续片通过与实施例1相同的工艺制造。

所使用的纵切机同实施例1的压切式纵切刀，借此将连续片每隔20cm的宽度横向分成四份。

将从纵切机上竖直垂下的连续片供应给切割机。

切割机的基本结构如图3所示。直径为200mm的回转体，厚度为14mm、至其刀片边缘的长度为70mm、宽度为1.4m的螺旋形旋转刀片隔开布置于左右两侧。在每个回转体上设有多个旋转刀片。将旋转刀片之间的间隙调整为约0.01mm。该切割机为完全同步型旋转切断机。回转体的转数定为30rpm，连续片每隔15cm沿连续片的纵向连续切开。所得到的是几乎为20cm×5cm的矩形切割块。据观察，凝胶片未粘附到例如旋转刀片或回转体上，并且也未看到在切割断面之间有再次粘附现象。此外当操作进行很长时间之后，稍微出现一些上述粘附现象或再次粘附现象。不过在实际使用时没什么问题。

<连续粉碎>：

在同实施例1的处理条件下，用同实施例1的斩拌机对切割块进行粉碎，从而获得水凝胶颗粒。

<制造吸水树脂粒>：

同实施例1的工艺处理水凝胶颗粒，从而获得颗粒状吸水树脂粒(4)。同实施例1的方式，从吸水树脂粒(4)中筛分粒径范围为300～600μm的粒径，然后测量筛分颗粒的物理性能。吸收能力为42(g/g)，可用水提取的组分含量为14重量％。随后，进行如实施例1相同的热处理。热处理过的生成材料的物理性能：吸收能力为30(g/g)，SFC为40。获得物理性能与实施例1一样的吸水树脂粒。

[实施例5]：

<切割块制造>：

利用输送带将由水凝胶片组成的连续片供应给纵切机，所述连续片通过与实施例1相同的工艺制造。

所使用的纵切机为与实施例2相同的涂有氟树脂的压切式纵切刀装置，借此将连续片每隔20cm的宽度沿横向分成四份。

将从纵切机上竖直垂下的连续片供应给切割机。

切割机为结构同实施例4一样的涂有氟树脂的完全同步型旋转切断机。回转体以30rpm的转数将连续片每隔15cm沿连续片的纵向连续切割。所得到的是几乎为20cm×15cm的矩形切割块。据现察，凝胶片未粘附到例如旋转刀片或回转体上，并且也未看到在切割断面之间有再次粘附现象。此外操作进行很长时间之后，上述粘附和再次粘附均很轻微。

<连续粉碎>：

在同实施例1的处理条件下，用同实施例1的斩拌机对切割块进行粉碎，从而获得水凝胶颗粒。

<制造吸水树脂颗粒>：

用与实施例1相同的工艺处理水凝胶颗粒，从而获得颗粒状吸水树脂粒(5)。同实施例1的方式，从吸水树脂粒(5)中筛分粒径范围为300～600μm的颗粒，然后测量筛分颗粒的物理性能。吸收能力为42(g/g)，可用水提取的组分含量为14重量％。随后，进行如实施例1相同的热处理。热处理过的生成材料的物理性能：吸收能力为30(g/g)，SFC为40。获得物理性能与实施例1一样的吸水树脂粒。

[实施例6]：

<切割块制造>：

利用输送带将由水凝胶片组成的连续片供应给纵切机，所述连续片通过与实施例1相同的工艺制造。

该纵切机的结构基本如图5(b)所示，即为如下：切割机上刀片，其为直径为75mm并涂有氟树脂的盘状旋转刀片；涂有氟树脂的切割机下刀片，其直径为150mm，具有切刀轴(具有凹槽的接受辊)；以及在这些剪切刀片上洒水的装置(喷洒量：5～10cc/分钟)。当上下刀片彼此轻轻接触时，并且当该接触压力保持不变时，连续片每隔20cm的宽度沿横向被分成四份。

将从纵切机上竖直垂下的连续片供应给切割机。

切割机为结构同实施例4一样的涂有氟树脂的完全同步型旋转切断机。其还设有如下结构：喷水的喷嘴，以及供水的装置。洒水量的范围为5～10cc/分钟。

回转体以30rpm的转数将连续片每隔15cm沿连续片的纵向连续切开。所得到的是几乎为20cm×15cm的矩形切割块。据观察，凝胶片未粘附到例如旋转刀片或回转体上，并且也未看到在切割断面之间有再次粘附现象。操作已进行很长时间之后也是如此。

<连续粉碎>：

在同实施例1的处理条件下，用同实施例1的斩拌机对切割块进行粉碎，从而获得水凝胶颗粒。

<制造吸水树脂颗粒>：

用与实施例1相同的工艺处理水凝胶颗粒，从而获得颗粒状吸水树脂粒(6)。同实施例1的方式，从吸水树脂粒(6)中筛分粒径范围为300～600μm的颗粒，然后测量筛分颗粒的物理性能。吸收能力为42(g/g)，可用水提取的组分含量为14重量％。随后，进行如实施例1相同的热处理。热处理过的生成材料的物理性能：吸收能力为30(g/g)，SFC为40。获得物理性能与实施例1一样的吸水树脂粒。

[比较实施例1]：

<切割块制造>：

利用输送带将由水凝胶片组成的连续片供应给纵切机，所述连续片通过与实施例1相同的工艺制造。

所使用的纵切机为与实施例2相同的涂有氟树脂的压切式纵切刀装置，同实施例1的方式，借此将连续片每隔20的宽度沿横向分成四份。

连续片所分成的四片中的一片(宽度：约20cm)由22cm的SGE-220-模型片制粒机切割成有效的切割宽度(由Horai有限公司制造)。该片制粒机是一种对片材进行切割的装置，具体是：通过由一辊式切割机组成的纵向切割刀片进行纵切切割，并通过一固定刀片和一设置于回转体上并沿其轴向延伸的直边片状旋转刀片进行横向切割，其中，这些固定刀片和旋转刀片邻近上述纵向切割刀片的下部设置。横向切割旋转刀片的转数设定为250rpm，而旋转刀片与固定刀片之间的间距设置在约0.05～0.08mm的范围内。为了防止粘附，以40～50cc/min的喷洒量在纵向和横向切割部分进行喷水。

但是，出现的问题是：一部分连续片粘附到例如用于横向切割的旋转刀片上；或者切割块的切割断面之间出现再次粘附；或者旋转刀片与环绕旋转刀片外周边的护罩部分之间的间隙被切割块阻塞。即使将粘附材料清除并重新启动操作，也会立即出现阻塞。因此，连续片不能连续进行切割。

<粉碎和制造吸水树脂颗粒>：

由在操作中止之前已获得的连续片材组成的球状水凝胶块(尺寸：约5mm×60mm)用与实施例1相同的斩拌机进行粉碎，然后通过与实施例1相同的工艺制造吸水树脂粒。对于所生成吸水树脂粒(7)中粒径范围为300～600μm的颗粒而言，其吸收能力为40(g/g)，可用水提取物的组分含量为18重量％。随后，进行如实施例1相同的热处理。热处理过的生成材料的物理性能：吸收能力为29(g/g)，SFC为20。这样，业已证明，如果切割操作不能够顺利地进行，则会产生吸水性能不合适的次品。

[实施例7]：

除了下列制造条件改变之外，切割块的制造和连续粉碎，以及吸水树脂粒的制造方式同实施例1。

对于与实施例1相同的斩拌机而言，螺杆转数设定为75rpm。因此，相对于切割块供应给斩拌机的0.66t/小时的供应量，斩拌机的粉碎及排料处理能力为4.29t/小时。这完全满足(供应量)≤(粉碎及排料能力)的条件。获得目标水凝胶颗粒，而切割块不会淤塞、甚至不会临时淤塞在斩拌机的注入口处。

对于已通过与实施例1一样的处理方式而获得的粒径范围在300～600μm内的吸水树脂粒(8)而言，其吸收能力为43(g/g)，可用水提取物的组分含量为12重量％。随后，进行如实施例1的热处理。热处理过的生成材料的物理性能：吸收能力为31(g/g)，SFC为43。获得吸水性能较实施例1高的吸水树脂粒。

[比较实施例2]：

除了下列制造条件改变之外，切割块的制造和连续粉碎，以及吸水树脂粒的制造方式同实施例1。

对于与实施例1一样的斩拌机而言，螺杆转数设定为5rpm。因此，相对于切割块供应给斩拌机的0.66t/小时的供应量，斩拌机的粉碎及排料处理能力为4.29t/小时。其中，供应量)＞(粉碎及排料能力)，未满足(供应量)≤(粉碎及排料能力)的条件。因此，与连续片的供应量相比，该粉碎及排料量太小。从而，斩拌机中的啮合状态较差，以至于引起切割块淤塞于注入口处的状态。斩拌机中的淤塞时间也太长，从而水凝胶颗粒便在斩拌机中搅拌的状态下获得。

对于已通过与实施例1相同的处理方式获得的粒径范围内的吸水颗粒(9)而言，吸收能力为41(g/g)，可用水提取物的组分含量为17重量％。随后，进行同实施例1一样的热处理。所制造的热处理材料的物理性能中吸收能力为29(g/g)，SFC为30。吸水性能比实施例1的差。

[比较实施例3]：

除了下列制造条件改变之外，切割块的制造和连续粉碎，以及吸水树脂粒的制造方式同实施例1。

将片宽约为80cm和片厚为2～20mm的连续片连续供应给同实施例1的斩拌机，将连续片保持在边缘不切的状态，不通过纵切机或切割机。螺杆转数设定为50rpm。

因为粉碎及排料速度与连续片的供应速度相比过快，所以已连续注入的连续片不适当地被撕破，以致于无法控制撕破片材的再次注入。因此，连续操作变得不可能。

[实施例8]：

基本采用与实施例1相同的装置和步骤，但是一些装置构造和步骤发生变化。下面主要描述不同部分。

<切割块制造>：

利用输送带将由水凝胶片组成的连续片供应给纵切机，所述连续片通过与实施例1相同的工艺制造，不设任何纵切机。然后，将处于竖向垂下状态的连续片供应给一切割机。切割机的结构基本上与实施例1相同。固定刀片和旋转刀片中的每一个均设有一喷嘴向其喷水，并设有一装置向该喷嘴供水。洒水量约为1300cc/min。旋转刀片的转数设定为30rpm，并且每隔15cm沿连续片的纵向连续切开连续片。结果获得的是约80cm×15cm的矩形切割块。

据观察，连续片未粘附到切割机上。即使当操作进行了很长时间之后，也根本看不到粘附现象。旋转刀片和固定刀片的切割锐度也未随时间而减小。

<连续粉碎>：

利用同实施例1的斩拌机粉碎已由前述步骤中获得的切割块。螺杆转数设定为85rpm。由切割机供应给斩拌机的切割块的供应量为0.66t/小时。该供应量是供应给切割步骤的水凝胶片的供应量0.66t/hr、和在切割步骤中喷洒的供水量0.08t/hr的总和。利用斩拌机对水凝胶颗粒进行粉碎及排料的处理能力为4.86/hr。这完全满足(供应量)≤(粉碎及排料能力)的条件。处理可以顺利地进行，而切割块不是淤塞、甚至是临时淤塞在斩拌机的注入口处。从而顺利获得目标的水凝胶颗粒。

<制造吸水树脂粒>：

同实施例1的方式，对业已从前述步骤中获得的水凝胶颗粒进行处理，从而获得吸水树脂粒(10)。对于所生成的吸水树脂粒(10)中的粒径范围为300～600μm内的一组粒径而言，吸收能力为43(g/g)，可用水提取物的组分含量为12重量％，SFC为43。这些吸水树脂粒的吸水性能比实施例1中的更为出色。

在不脱离本发明的精神或其范围的前提下，可改变本发明的各种细节。此外，前面所提供的本发明优选实施方案的描述的目的仅在说明，并不是为了限定由权利要求和等同部分所定义的本发明。

Claims (9)

1.一种用于制造吸水树脂颗粒的方法，包括：

聚合含水单体溶液以获得固体组分浓度为50～80重量％的高浓度交联水凝胶聚合物片，所述含水单体溶液包括丙烯酸和/或它的盐作为单体组分的主要组分，并包括0.005～2mol％的内部交联剂；

步骤(a)，在高浓度交联水凝胶聚合物的连续片沿纵向运行时，沿所述连续片的纵向每隔10～100cm对其进行切割，从而获得切割水凝胶块；以及

步骤(b)，将所述切割水凝胶块连续供应至一连续粉碎机，以便在切割水凝胶块的供应量和连续粉碎机的粉碎及排料能力满足(供应量)≤(粉碎及排料能力)这一条件的情况下，连续进行粉碎及排料，从而获得水凝胶颗粒；

干燥所述水凝胶颗粒以获得所述吸水树脂颗粒。

2.根据权利要求1所述的用于制造吸水树脂颗粒的方法，其特征在于，在步骤(a)中，所述连续片通过一固定刀片和一旋转刀片之间的啮合被沿纵向切断，其中，所述固定刀片是固定着的，并且沿横向交叉布置于所述连续片的一个表面侧，并且其中，所述旋转刀片在所述连续片的相对表面侧、绕作为旋转中心的沿横向交叉的轴、并沿所述连续片的运行方向旋转。

3.根据权利要求1所述的用于制造吸水树脂颗粒的方法，其特征在于，步骤(a)包括：步骤(a-1)，通过在一沿所述连续片的运行方向的平面内旋转的旋转刀片，将所述连续片沿横向切断成10～100cm的宽度；以及步骤(a-2)，将已沿横向切断的所述连续片沿纵向切断，从而获得宽度尺寸为10～100cm、长度尺寸为10～100cm的切割块。

4.根据权利要求3所述的用于制造吸水树脂颗粒的方法，其特征在于，在步骤(a-1)中，所述切割以刻痕切割方式进行。

5.根据权利要求1所述的用于制造吸水树脂颗粒的方法，其特征在于，步骤(b)采用一螺旋挤压型粉碎机作为所述连续粉碎机。

6.根据权利要求1所述的用于制造吸水树脂颗粒的方法，其特征在于，步骤(a)使用一具有一构件的切割机作为切割机，所述构件包括一用于切割所述连续片的切割刀片，其中，所述构件经过处理，以防止水凝胶粘附。

7.根据权利要求1所述的用于制造吸水树脂颗粒的方法，其特征在于，步骤(a)包括步骤(a-3)，步骤(a-3)为将一介质提供给一用于切割所述连续片的切割装置，其中，所述介质是水或水蒸汽。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的用于制造吸水树脂颗粒的方法，其特征在于，所获得的吸水树脂颗粒是表面交联的。

9.根据权利要求7所述的用于制造吸水树脂颗粒的方法，其特征在于，所述介质是温水。

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