DE60012108T2 - Kontinuierliches Herstellungsverfahren von Wasser absorbierenden Polymeren - Google Patents

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Koji Akaiwa-gun Miyake
Takumi Takasago-shi Hatsuda
Sachio Himeji-shi Fujita
Takashi Himeji-shi Nishigaki
Kunihiko Suita-shi Ishizaki
Katsuhiro Himeji-shi Kajikawa
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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines wasserabsorbierenden Polymers (wasserabsorbierendes Harz, hochgradig wasserabsorbierendes Polymer, hochgradig wasserabsorbierendes Harz, wasserquellendes/wasserunlösliches Harz, wasserabsorbierendes Mittel, wasserabsorbierende Teilchen), indem eine Polymerisation eines hydrophilen Monomers in kontinuierlicher Art und Weise durchgeführt wird, und insbesondere bezieht sie sich auf ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines wasserabsorbierenden Polymers, das mindestens einen der Schritte umfasst: 1) Unterziehen einer Lösung, enthaltend ein hydrophiles Monomer, wie ein wasserlösliches ethylenisch ungesättigtes Monomer, einer Polymerisationsreaktion, nachdem darin gelöster Sauerstoff entfernt wurde; 2) Geben der Lösung, enthaltend ein hydrophiles Monomer, in einen Inertgas-Entgaser, einen Mischer zum Mischen der Lösung mit einem Polymerisationsinitiator, zu einer Polymerisationssektion oder dergleichen; 3) Bestimmen der Reaktionstemperaturen der Polymerisationsreaktion unter Verwendung einer Vielzahl von Temperaturdetektionsmitteln, vorgesehen in der Polymerisationssektion (Polymerisationszone); und 4) Transportieren eines Wasser enthaltenden Gels (Hydrogels), resultierend aus der Polymerisation des hydrophilen Monomers.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Wasserabsorbierende Polymere werden in verschiedenen Anwendungen verwendet: beispielsweise Absorptionsmaterialien für sanitäre Materialien, wie Sanitärwindeln, Papierwindeln (wegwerfbare Windeln) etc.; Tropfen-absorbierende Materialien; Wasserückhaltematerialien für den Erdboden oder dergleichen. Diese wasserabsorbierenden Polymere werden hergestellt, indem eine Polymerisation eines Rohmaterials eines hydrophilen Monomers (nachfolgend einfach bezeichnet als Monomer) chargenweise oder in kontinuierlicher Art und Weise durchgeführt wird. Das Monomer wird in der Regel in der Polymerisationsreaktion in Form einer Lösung (nachfolgend bezeichnet als Monomerlösung) eingesetzt. In diesem Fall, jedoch, wird vor Durchführen der Polymerisationsreaktion das Verfahren des Einführens von Inertgas, wie Stickstoffgas etc., in die Monomerlösung durchgeführt, um darin gelösten Sauerstoff zu entfernen.
  • Der Zweck für die Durchführung des obigen Verfahrens ist es, die negativen Auswirkungen von Sauerstoff (hauptsächlich von in der Lösung gelöstem Sauerstoff), der in der Monomerlösung enthalten ist, bei der Polymerisationsreaktion zu unterdrücken. Indem man die Polymerisationsreaktion nach Entfernen des in der Monomerlösung enthaltenen Sauerstoffs in der vorangehenden Art und Weise durchführt, können die negativen Auswirkungen von gelöstem Sauerstoff auf die Polymerisationsreaktion unterdrückt werden, wodurch ermöglicht wird, wasserabsorbierende Polymere mit den erwünschten Eigenschaften in hoher Ausbeute herzustellen.
  • Im Falle der Polymerisation eines Monomers in kontinuierlicher Art und Weise wird im allgemeinen ein Initiator einer Polymerisationsreaktion (nachfolgend bezeichnet als Polymerisationsinitiator) zuvor mit einer Monomerlösung gemischt, und somit wird diese kontinuierliche Polymerisation durchgeführt durch 1) Mischen der Monomerlösung mit einem Polymerisationsinitiator in einer Mischungssäule (Mischungsgefäß) und nachfolgend 2) Zuführen der Monomerlösung mit dem darin vermischten Polymerisationsinitiator auf eine obere Oberfläche einer Transportband-Polymerisationsvorrichtung, vorgesehen in einer Polymerisationssektion, über eine Einlassleitung, die einen unteren Endabschnitt der Mischungssäule darstellt. In dieser Art und Weise kann das Monomer in Form einer Monomerlösung kontinuierlich zugeführt werden, und eine statische Polymerisation (Polymerisation ohne Rühren) kann auf dem Band in einer kontinuierlichen Art und Weise durchgeführt werden, wodurch wasserabsorbierende Polymere mit hoher Ausbeute hergestellt werden.
  • Andererseits, im Falle der chargenweisen Polymerisation eines Monomers, wird ein Polymerisationsinitiator in einem Polymerisationsreaktionsbehälter gemischt, und somit wird diese chargenweise Polymerisation durchgeführt durch a) Zuführen einer Monomerlösung in den Polymerisationsreaktionsbehälter, wie eine rostfreie Wanne oder einen Kneter, vorgesehen in der Polymerisationssektion, und nachfolgend Mischen der Monomerlösung mit einem Polymerisationsinitiator im Polymerisationsreaktionsbehälter. Alternativ kann der Polymerisationsinitiator zuvor zugemischt werden, und in diesem Falle, b) nachdem die Monomerlösung mit dem Polymerisationsinitiator in der Mischungssäule gemischt wird, wird die resultierende Mischung über die Einlassleitung in den Polymerisationsreaktionsbehälter zugeführt, die den unteren Endabschnitt der Mischungssäule darstellt, wodurch das Monomer chargenweise polymerisiert wird.
  • Wenn jedoch ein wasserabsorbierendes Polymer hergestellt wird, indem eine Polymerisation eines Monomers durchgeführt wird, variiert die Temperatur des Monomers (Reaktionstemperatur der Polymerisationsreaktion) in großem Umfang aufgrund der in der Polymerisationsreaktion erzeugten Wärme, wie nachfolgend detailliert anhand von 8 erläutert wird.
  • Hier bedeutet ein Monomer in der Polymerisationsreaktion ein Mischungsgel (Reaktionssystem) des Monomers und ein aus dem Monomer erzeugtes wasserabsorbierendes Polymer.
  • Wie durch (A) in 8 angegeben, nimmt die Reaktionstemperatur zu Beginn der ersten Hälfte allmählich zu, wenn die Polymerisationsreaktion reibungslos abläuft, und dann beginnt die Reaktionstemperatur stark anzusteigen in Richtung auf einen Peak der Polymerisationsreaktion (nachfolgend bezeichnet als Polymerisations-Peak). Für die zweite Hälfte der Polymerisationsreaktion, d.h. die Reaktion nach dem Polymerisations-Peak, fällt die Reaktionstemperatur zu Beginn stark ab und beginnt dann im Laufe der Zeit allmählich weiter abzufallen.
  • Es ist bekannt, dass die beschriebenen Änderungen in der Reaktionstemperatur in der Polymerisationsreaktion die Eigenschaften der resultierenden wasserabsorbierenden Polymeren oder deren Ausbeuten beeinträchtigen. Beispielsweise bewirkt ein übermäßiges Ansteigen der Reaktionstemperatur (Peak-Temperatur) in der Polymerisationsreaktion die Probleme: 1) eine Zunahme des Verhältnisses an unerwünschter Nebenreaktion; 2) eine Zunahme an löslichen Komponenten im wasserabsorbierenden Polymer; 3) eine Reduktion der Absorptionsfähigkeit mit und ohne ausgeübten Druck und 4) eine Reduktion der Beständigkeit (Gelstabilität gegenüber Urin). Andererseits führt eine übermäßige Reduktion der Reaktionstemperatur in der zweiten Hälfte der Polymerisationsreaktion zu einer unvollständigen Polymerisationsreaktion, und dies bewirkt die Probleme beispielsweise 1) einer Zunahme der Menge an Monomer, die in dem wasserabsorbierenden Polymer zurückbleibt, 2) dass das resultierende wasserabsorbierende Polymer aufgrund einer Viskositätszunahme schwierig zu handhaben ist, etc.
  • Als Lösung für das obige Probleme wurde eine Vorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung von wasserabsorbierenden Polymeren durch das europäische Patent Nr. 922 717 A vorgeschlagen, worin das Monomer für eine vorbestimmte Zeitspanne (Reaktionszeit von 0 bis t in 8) einem Kühlen unterzogen wird, und danach das Monomer, wenn notwendig, für eine vorbestimmte Zeitspanne (Reaktionszeit nach t in 8) einer Erhitzung unterzogen wird. In der Herstellungsvorrichtung wird ein zu polymerisierendes Monomer durch ein Transportband in der Polymerisationsvorrichtung transportiert und zunächst eine Polymerisationsreaktion eines Monomers durchgeführt, während ein übermäßiger Anstieg der Temperatur des Monomers (Reaktionstemperatur) unterdrückt wird (d.h. unter Kühlen für eine vorbestimmte Zeitspanne). Nachfolgend wird eine Polymerisationsreaktion durchgeführt, während ein übermäßiges Abfallen der Temperatur des Monomers unterdrückt wird (d.h. unter Erhitzen für eine vorbestimmte Zeitspanne). Folglich können Variationen bei der Reaktionstemperatur der Polymerisationsreaktion, wie in (B) in 8 angegeben, erreicht werden, und wasserabsorbierende Polymere mit erwünschten Eigenschaften können in hoher Ausbeute hergestellt werden.
  • Die obigen wasserabsorbierenden Polymere werden anfänglich in Form eines Wasser enthaltenden Gels (Wasser enthaltendes gelähnliches vernetztes Polymer) hergestellt. Dann wird das resultierende, Wasser enthaltende Gel aus der Polymerisationsvorrichtung zu einem Gel-Granulator, beispielsweise wie offenbart im europäischen Patent Nr. 925 836 A, transportiert, um in Granulate einer vorbestimmten Größe granuliert zu werden. Das resultierende granulierte, Wasser enthaltende Gel mit einem Durchmesser von mehreren 10 cm2 wird dann beispielsweise zu einem Gel-Pulverisator transportiert, wie einem Fleischwolf, wie offenbart in dem US-Patent Nr. 5 275 773, um in Gel-Teilchen (einem Typ von wasserabsorbierendem Polymer) einer vorbestimmten Größe (beispielsweise einem Teilchendurchmesser von nicht mehr als 5 mm2) pulverisiert zu werden. Wenn notwendig, kann das pulverisierte Gel nach dem Trocknen weiterhin einem Mahlen in einer Zerkleinerungsmühle unterzogen werden, um wasserabsorbierende Teilchen oder wasserabsorbierende Polymerteilchen (ein Typ von wasserabsorbierendem Polymer) einer Größe mit einem Teilchendurchmesser im Bereich von 10 μm bis 2000 μm zu erhalten.
  • Der Transport des Wasser enthaltenden Gels in und aus der Polymerisationsvorrichtung zum Gel-Granulator wird durchgeführt während es von einer Trägerfläche der Trägereinrichtung (Förderband), wie einem Endlosband, angeordnet zwischen der Polymerisationsvorrichtung und dem granulierten Gel (einschließlich innerhalb der Polymerisationsvorrichtung oder dem Gel-Granulator), getragen wird.
  • (1) Polymerisation eines Monomers außerhalb der Polymerisationsvorrichtung
  • Unabhängig davon ob chargenweise oder in kontinuierlichen Art und Weise vorgegangen wird, wenn die Monomerlösung der Polymerisationsreaktion unterzogen wird, ist in einigen besonderen Bereichen, wie der Mischungssäule, der Einlassleitung etc., ein Zurückhalten oder Verteilen der Monomerlösung wahrscheinlich, die aufgrund ihrer Struktur auftritt. Beispielsweise ist die Mischungssäule oder die Einlassleitung im allgemeinen so strukturiert, dass sie einen abnehmenden Innenbereich von oben nach unten aufweist (in diesem Beispiel ein Bereich, umgeben von einer Querlinie zwischen der inneren Oberfläche und der Mischungssäule oder Einlassleitung und der horizontalen Ebene), und wegen dieser Struktur ist es wahrscheinlich, dass ein Zurückhalten der Monomerlösung in der Mischungssäule oder der Einlassleitung auftritt. Auch haftet die Monomerlösung, wenn sie dispergiert wird, wahrscheinlich an der äußeren Oberfläche der Einlassleitung. Weiterhin kann ein derartiges Zurückhalten und Dispergieren der Monomerlösung die Bildung eines Polymers aus dem Monomer bewirken. Dieses Problem tritt wahrscheinlich insbesondere im Falle auf, wenn eine Monomerlösung hoher Konzentration (beispielsweise nicht weniger als 10 Gew.-%) und hoher Viskosität eingesetzt wird.
  • Weiterhin wird, wie in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 126103/1986 (Tokukaisho 61-126103) (Veröffentlichungsdatum: 13. Juni 1986) (US-Patent Nr. 4 656 232) beschrieben, eine ein ethylenisch ungesättigtes Monomer enthaltende Monomerlösung bei der Polymerisation durch in der Monomerlösung gelösten Sauerstoff gestört. Das heißt, der Sauerstoff ist ein ausgezeichneter Polymerisationsinhibitor für Acrylsäure, und aus diesem Grund wird im allgemeinen vor Starten der Polymerisation der Monomerlösung Inertgas, wie Stickstoffgas, in die Lösung eingeführt, um gelösten Sauerstoff hieraus zu entfernen. Jedoch ist es für die Monomerlösung, die einer Entfernung von gelöstem Sauerstoff unterzogen wurde, selbst in Abwesenheit eines Polymerisationsinitiators sehr wahrscheinlich zu polymerisieren. Daher ist es unter Bedingungen der Einwirkung äußerer Faktoren, wie Rühren, Licht etc., kontaminierenden Verun reinigungen oder einer hochgradig konzentrierten Monomerlösung (beispielsweise nicht weniger als mehrere 10%) etc. wahrscheinlich, dass eine unerwünschte Polymerisationsreaktion stattfindet, die die Bildung des Polymers außerhalb der Polymerisationsvorrichtung bewirkt.
  • Daher hat das herkömmliche Verfahren des Zuführens einer Monomerlösung chargenweise oder in kontinuierlicher Art und Weise die nachfolgenden Probleme beim Polymerisieren außerhalb der Polymerisationsvorrichtung: 1) Das Polymer des Monomers haftet und bildet sich angrenzend an einen Zuführanschluss (innere Oberfläche und äußere Oberfläche) der Einlassleitung zum Zuführen der Monomerlösung zur Polymerisationssektion, oder 2) das Polymer haftet und bildet sich an der Mischungssäule zum Mischen der Monomerlösung mit dem Polymerisationsinitiator.
  • Weiterhin würde ein derartiges Polymer, das anhaftet und sich bildet, einen reibungslosen Fluss der Monomerlösung stören, oder 2) Eigenschaften des resultierenden wasserabsorbierenden Polymers herabsetzen, das in der Monomerlösung mit Fremdstoffen kontaminiert wird, und wirft weiterhin das Problem auf, dass Monomere als Rohmaterial der wasserabsorbierenden Polymere verschwendet werden. Diese Probleme werden insbesondere im Falle einer kontinuierlichen Durchführung der Polymerisation einer Monomerlösung, mit der der Polymerisationsinitiator zuvor im industriellen Maßstab gemischt wird, gravierend sein.
  • (2) Entgasen der Monomerlösung
  • Im dem Fall, in dem man das Verfahren des Einführens von Inertgas in die Monomerlösung, um daraus den darin gelösten Sauerstoffs zu entfernen, übernimmt, weist das resultierende Wasser enthaltende Gel aus einer statischen Polymerisation eine unzählige Anzahl von Blasen an Inertgas mit einem Teilchendurchmesser von mehreren μm bis mehreren hundert μm darin dispergiert auf. Ein derartiges Wasser enthaltendes Gel wird möglicherweise gebildet, weil eine Polymerisationsreaktion mit der Monomerlösung, enthaltend eine große Menge an Inertgas, stattfindet, und Blasen des Inertgases sind in dem resultierenden Wasser enthaltenden Gel dispergiert. Dieses Wasser enthaltende Gel mit darin dispergierten Blasen an Inertgas etc. hat die nachfolgenden Probleme.
  • Im Falle des Mahlens des Wasser enthaltenden Gels, nachdem es getrocknet wurde, um wasserabsorbierende Teilchen (ein Typ von wasserabsorbierendem Polymer) mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser im Bereich von 200 bis 700 μm zu erhalten, wird der Bereich um die durch die Blasen an Inertgas gebildeten Räume herum etc. gemahlen, daher können Nebenprodukte an feinen Pulvern (beispielsweise einer Teilchengröße von nicht mehr als 150 μm) oder schuppige Fragmente in einer großen Menge neben den wasserabsorbierenden Teilchen gebildet werden.
  • Diese Nebenprodukte an feinen Pulvern, schuppigen Fragmenten, haben hohe Oberflächenbereichs- zu Volumenverhältnisse und haben somit höhere Flüssigkeitsabsorptionsraten, verglichen mit den wasserabsorbierenden Teilchen. Daher, beispielsweise im Falle des gleichförmigen Mischens bei der Oberflächenbehandlung können diese Subprodukte die Oberflächenbehandlung schnell absorbieren, was es schwierig macht, die Oberflächenbehandlung auf die Oberfläche der wasserabsorbierenden Teilchen gleichmäßig aufzubringen. Weiterhin können die feinen Pulver oder schuppigen Fragmente, die darin absorbiert sind, die Oberflächenbehandlung in großem Maße agglomerieren, und eine auf die wasserabsorbierenden Teilchen anzuwendende Wärmebehandlung, nachdem sie der Oberflächenbehandlung ausgesetzt wurden, kann nicht in erwünschter Weise durchgeführt werden.
  • Als Ergebnis des Mahlens nach dem Trocknen erscheinen auf der Oberfläche der wasserabsorbierenden Teilchen aufgrund der Blasen an Inertgas Vorsprünge und Mulden. Die Vorsprünge und Mulden, die auf der Oberfläche erscheinen, werden wahrscheinlich aufgekratzt, was die Bildung von feinen Pulvern durch andere Verfahren als dem Mahlen oder ein Herabsetzen der Eigenschaften der wasserabsorbierenden Teilchen bewirkt. Noch spezieller, wenn beispielsweise wasserabsorbierende Teilchen (einschließlich des Transportverfahrens etc.) oder ein Verarbeiten der wasserabsorbierenden Teilchen (oder des Wasser enthaltenden Gels) in ein wasserabsorbierendes Material zur Verwendung in Papierwindeln hergestellt werden, 1) kann die Oberfläche, die die Verfahrensbeschädigung erleidet, aufgekratzt werden, feine Pulver können gebildet werden, oder die darauf vorgesehene Oberflächenbehandlungsschicht der Oberflächenbehandlung kann brechen, oder 2) Eigenschaften der wasserabsorbierenden Teilchen, wie Absorptionsfähigkeit unter Druck, Permeabilität von gequollenem Gel (wasserabsorbierende Teilchen mit darin absorbiertem Wasser) können verschlechtert werden. Weiterhin können feine Pulver, resultierend aus dem Mahlverfahren oder anderen Verfahren, die Durchführbarkeit herabsetzen. Es ist wichtig, das Auftreten eines derartigen Problems zu unterdrücken, insbesondere wenn die statische Polymerisation übernommen wird, worin eine Polymerisation wahrscheinlich in einem Zustand auftritt, wo die Monomerlösung unzählige Mengen von Blasen enthält, wie im Falle des Zuführens einer Monomerlösung auf die Oberfläche eines zu bewegenden Bandes, um das Monomer auf dem Band kontinuierlich zu polymerisieren.
  • (3) Steuerung der Polymerisationstemperatur
  • Änderungen bei den Mustern der Reaktionstemperaturen in der Polymerisationsreaktion des Monomers werden in großem Maße beeinflusst, selbst mit geringen Änderungen der Bedingungen, wie 1) dem Verhältnis von restlichem gelösten Sauerstoff im Falle des Zuführens eines Monomers in Form einer wässerigen Lösung (nachfolgend bezeichnet als wässerige Monomerlösung) zu einer Polymerisationsreaktion, 2) Dicke oder anfängliche Temperatur der auf das Transportband zugeführten wässerigen Monomerlösung, 3) Einstellen der Kühlungs- oder Erwärmungstemperatur des zur Polymerisationsreaktion zugeführten Monomers, 4) die Zuführmenge an Polymerisationsinitiator etc.
  • Wie beschrieben, verändert sich der Zeitablauf des Polymerisations-Peaks und der Spitzentemperatur des Polymerisations-Peaks selbst mit kleinen Änderungen bei den Bedingungen. Selbst wenn daher die Herstellungsvorrichtung mit einem Heizgerät zum Erwärmen des Reaktionssystems für eine vorbestimmte Zeitspanne nach einer vorbestimmten Zeitspanne einer Abkühlbehandlung versehen ist, können wasserabsorbierende Polymere mit erwünschten Eigenschaften nicht erhalten werden, oder eine erwünschte Produktivität kann unter stabilen Bedingungen nicht erhalten werden.
  • Im Falle, wo beispielsweise eine tatsächliche Spitzentemperatur höher ist als erwartet, kann ein übermäßiger Anstieg der Reaktionstemperatur selbst nach der vorbestimmten Zeitspanne einer Kühlungsbehandlung nicht vollständig unterdrückt werden. Ähnlich, im Falle, wo der Zeitverlauf des Polymerisations-Peaks zu einem späteren Zeitpunkt als erwartet erscheint, kann eine vorbestimmte Zeitspanne der Erwärmungsbehandlung des Monomer vor Erreichung des Polymer-Peaks beginnen und, wie in 8 als (D) angegeben, steigt die Reaktionstemperatur übermäßig an. Weiterhin im Falle, wo die tatsächliche Spitzentemperatur niedriger ist als erwartet, kann die Polymerisationsreaktion nicht in ausreichendem Maße durchgeführt werden.
  • Im Falle einer unerwarteten Polymerisationsreaktion beispielsweise, wie oben aufgelistet, würden typischerweise die nachfolgenden Probleme auftreten: 1) Das Wasser enthaltende Gel platzt oder bricht aus der Polymerisationsvorrichtung in der Mitte der Polymerisationsreaktion heraus, 2) das an der Transporteinrichtung, wie einem Transportband, anhaftende, Wasser enthaltende Gel kann nicht einfach abgetrennt werden, oder 3) Verschlechtern der jeweiligen Eigenschaften eines wasserabsorbierenden Polymers oder eines Endprodukts findet statt oder dergleichen. Manchmal jedoch ist es schwierig, anhand des Erscheinungsbildes des wasserabsorbierenden Polymers zu bestimmen, ob eine Verschlechterung der jeweiligen Eigenschaften auftritt oder nicht, d.h. ob eine erwartete Polymerisationsreaktion durchgeführt wird oder nicht. In der Praxis werden die jeweiligen Eigenschaften des wasserabsorbierenden Polymers daher durch einen für die Endprodukte durchzuführenden physikalischen Eigenschaftstest durchgeführt, nachdem das polymerisierte Wasser enthaltende Gel einem Trocknen oder (Fein-)Mahlen unterzogen wird. Aus diesem Grund kann nach dem beschriebenen Herstellungsverfahren des wasserabsorbierenden Polymers unter Verwendung der beschriebenen Herstellungsvorrichtung für wasserabsorbierende Polymere ein derartiges Problem, dass eine Polymerisationsreaktion über eine lange Zeitspanne weiterläuft, ohne ein Auftreten von Abnormalität zu bemerken, und eine große Menge an minderwertigem wasserabsorbierendem Polymer kann erzeugt werden, resultierend im Verschwenden von Monomeren als Rohmaterial.
  • (4) Transport von Wasser enthaltendem Gel
  • Im allgemeinen ist das resultierende Wasser enthaltende Gel viskos, und wegen dieser Viskosität haftet das Wasser enthaltende Gel wahrscheinlich an der Trägerfläche der Transporteinrich tung, wenn das Wasser enthaltende Gel in und aus der Polymerisationsvorrichtung zum Gel-Zerkleinerer transportiert wird, und solche Faktoren, die einen reibungslosen Transport des Wasser enthaltenden Gels verhindern, wie das Einschließen, Verstopfen, Zusammenziehen, Einwalzen etc. des Wasser enthaltenden Gels, können auftreten. Folglich kann das Wasser enthaltende Gel durchgebrochen oder geschnitten werden, wenn es gestreckt wird. Ferner 1) ist es wahrscheinlich, dass der gebrochene oder geschnittene Bereich des Wasser enthaltenden Gels zwischen Führungswalzen oder Rotationswalzen gerät, oder 2) der gebrochene oder geschnittene Bereich des Wasser enthaltenden Gels den Zuführanschluss des Gel-Zerkleinerers verstopft. Somit ist ein reibungsloser Transport des Wasser enthaltenden Gels noch schwieriger.
  • Insbesondere, 1) wenn das Wasser enthaltende Gel vom Endlosband zu den Führungswalzen, Rotationswalzen, einem Walzenförderband etc. transportiert wird, ist es schwierig, das an der Trägerfläche des Endlosbandes anhaftende, Wasser enthaltende Gel abzutrennen, was verhindert, dass das Wasser enthaltende Gel reibungslos transportiert wird. 2) Ebenfalls im Falle des Transports des Wasser enthaltenden Gels auf Führungswalzen, Rotationswalzen, Walzenförderbändern etc. haftet das Wasser enthaltende Gel wahrscheinlich an der Trägerfläche der Führungswalzen oder der Rotationswalzen, und der an der Trägerfläche haftende Bereich kann in einen Raum zwischen die Walzen geraten, was verhindert, dass das Wasser enthaltende Gel reibungslos transportiert wird. Insbesondere im Falle des Durchführens einer statischen Polymerisation eines wasserlöslichen ethylenisch ungesättigten Monomers kann die Polymerisation in einigen Teilen aus bestimmten Gründen verzögert (oder unvollständig) sein. In diesem Fall haben derartige Abschnitte möglicherweise außerordentlich hohe Viskosität und würden daher verhindern, dass das Wasser enthaltende Gel reibungslos transportiert wird, da es an der Trägerfläche der Transporteinrichtung anhaftet.
  • Weiterhin ist es zeitraubend und mühsam, den eingeschlossenen oder verstopften Bereich des Wasser enthaltenden Gels zu entfernen. Insbesondere im Falle des Durchführens einer Polymerisation eines Wasser enthaltenden Monomers (wässerige Monomerlösung) in einer kontinuierlichen Art und Weise kann es notwendig sein, den gesamten Vorgang der Herstellungsvorrichtung, einschließlich Nachverarbeitung (Trocknen, Vermahlen, Oberflächenbehandlung etc.) zu beenden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Wasser enthaltenden Polymeren mit erwünschten Eigenschaften in einer kontinuierlichen Art und Weise unter stabilen Bedingungen bereitzustellen.
  • Um das obige Ziel zu erreichen, wird ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines wasserabsorbierenden Polymers durch kontinuierliches Durchführen einer Polymerisation eines hydrophilen Monomers unter Verwendung einer Lösung, enthaltend ein hydrophiles Monomer, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens einen der nachfolgenden Schritte (A) bis (D) umfasst:
    • (A) Einleiten eines Inertgases in die Lösung in kontinuierlicher Art und Weise, bevor die Lösung einer Polymerisationsreaktion unterzogen wird, und nachfolgendes Entfernen des Inertgases aus der Lösung:
    • (B) Zuführen der Lösung zu einem Polymerisationsverfahren und Auswaschen der Lösung mit Wasser, das vor, bei oder nach dem Zeitpunkt des Zuführens der Lösung zum Polymerisationsverfahren zugeführt wird;
    • (C) Berührungsfreies Bestimmen der Reaktionstemperaturen einer Polymerisationsreaktion an einer Vielzahl von Stellen mit unterschiedlichem Abstand zu der Stelle, an der die Lösung zugeführt wird; und
    • (D) Zuführen von Wasser zu einem Wasser enthaltenden Gel und/oder den Transportmitteln, wenn das Wasser enthaltende Gel des wasserabsorbierenden Polymers, erhalten in oder nach der Polymerisationsreaktion, transportiert wird, bereitgestellt.
  • Nach dem beschriebenen Verfahren der vorliegenden Erfindung kann das Auftreten eines Fehlers in einem kontinuierlichen Herstellungsverfahren eines Wasser enthaltenden Gels eines wasserabsorbierenden Polymers oder die Notwendigkeit des Beendens des Herstellungsverfahrens verhindert werden und durch Überwinden von Nachteilen des herkömmlichen Verfahrens können wasserabsorbierende Polymere in einer kontinuierlichen Art und Weise unter stabilen Bedingungen hergestellt werden.
  • Speziell nach dem Verfahren einschließlich des Schritts (A) wird eine Polymerisationsreaktion mit der Monomerlösung durchgeführt, die der Entfernung von Inertgas, eingeführt aus Zwecken der Entgasung (Entfernung von Sauerstoff), unterzogen wurde. Daher kann, verglichen mit dem Fall des herkömmlichen Verfahrens, die Menge an in der Lösung verbleibenden Blasen verringert werden, wodurch ein wasserabsorbierendes Polymer, das ausgezeichnete Handhabungseffizienz und die erwünschten Eigenschaften zeigt, hergestellt wird.
  • Nach dem Verfahren einschließlich des Schritts (B) wird Wasser zu einem Bereich (innere Oberfläche einer Mischungssäule zum Mischen eines Polymerisationsinitiators etc.) zugeführt, mit dem die Lösung in Kontakt kommt, wenn die ein hydrophiles Monomer enthaltende Lösung zugeführt wird. Somit kann eine unerwünschte Adhäsion und das Zurückhalten der Lösung oder die Adhäsion und das Bilden des Polymers des hydrophilen Monomers verhindert werden. Das heißt, nach dem Verfahren, einschließlich des Schritts (B), können die wasserabsorbierenden Polymere in einer kontinuierlichen Art und Weise bereits unter erwünschten Bedingungen hergestellt werden. Hier bedeutet "Polymerisationsverfahren" ein Verfahren zum Durchführen einer Vernetzungspolymerisation durch Verbessern des Polymerisationsverhältnisses der Polymerisationslösung oder des Wasser enthaltenden Gels bei Temperaturen oberhalb von Raumtemperatur, d.h. ein Verfahren zum Alternlassen des Wasser enthaltenden Gels. Durch Durchführen dieses Polymerisationsverfahrens kann im allgemeinen ein Polymerisationsanteil von nicht weniger als 95% oder nicht weniger als 99% oder sogar nicht weniger als 99,9% erreicht werden. Hier kann das Polymerisationsverfahren und (ein Teil) des Trockenverfahrens zur selben Zeit durch Verdampfen während der Polymerisationsreaktion durchgeführt werden.
  • Nach dem Verfahren einschließlich des Schritts (C) werden die Reaktionstemperaturen der Polymerisationsreaktion im Laufe der Zeit bestimmt (gemessen), und ein Änderungsmuster der Reaktionstemperaturen kann überwacht werden. Folglich kann zu einem frühen Stadium bestimmt werden, ob eine erwartete Polymerisation durchgeführt wurde oder nicht. Insbesondere durch Überwachen des Änderungsmusters von Reaktionstemperaturen um die Spitzentemperatur herum oder in der zweiten Hälfte der Polymerisationsreaktion, können die Reaktionstemperaturen) in der zweiten Hälfte der Polymerisationstemperatur, die Spitzentemperatur oder der Zeitpunkt des Polymerisations-Peaks (der Peak-Zeitpunkt) gesehen werden, und es kann zu einem frühen Stadium unter stabilen Bedingungen bestimmt werden, ob eine erwartete Polymerisation durchgeführt wird oder nicht.
  • Nach dem Verfahren einschließlich des Schritts (D) kann ein derartiges Problem, dass das Wasser enthaltende Gel des wasserabsorbierenden Polymers, das an der Trägerfläche der Transportmittel anhaftet, verhindert werden. Darüber hinaus kann selbst das Wasser enthaltende Gel, das an der Trägerfläche anhaftet, abgelöst werden. Folglich kann ein Auftreten von Faktoren, die verhindern, dass das Wasser enthaltende Gel reibungslos transportiert wird, vorab verhindert oder unterdrückt werden. Folglich kann das Problem, dass das Wasser enthaltende Gel gebrochen oder geschnitten wird, wenn es im Transportverfahren gestreckt wird, verhindert werden, wodurch eine kontinuierliche Polymerisation von wasserabsorbierenden Polymeren möglich wird.
  • Für ein vollständigeres Verständnis der An und Weise und der Vorteile der Erfindung wird auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen verwiesen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt eine schematische Struktur eines Beispiels einer Herstellungsvorrichtung eines wasserabsorbierenden Polymers zur Verwendung in einem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist eine vergrößerte Ansicht einer schematischen Struktur einer Mischungssäule (die ebenfalls als Zyklonraum dient), vorgesehen in der Herstellungsvorrichtung von 1.
  • 3 zeigt eine schematische Struktur eines modifizierten Beispiels der Herstellungsvorrichtung von 1.
  • 4 zeigt eine schematische Struktur eines weiteren Beispiels einer Herstellungsvorrichtung eines wasserabsorbierenden Polymers, eingesetzt im Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung.
  • 5 ist eine vergrößerte Ansicht, die eine schematische Struktur einer Mischungssäule (die auch als Zyklonraum dient) zeigt, vorgesehen in der Herstellungsvorrichtung von 4.
  • 6 ist eine Draufsicht eines Transportbandes, vorgesehen in einer Polymerisationsvorrichtung der Herstellungsvorrichtung von 4, dargestellt in Transportrichtung.
  • 7 ist eine Darstellung, die ein Änderungsmuster der Oberflächentemperatur eines Monomers (Reaktionstemperaturen der Polymerisationsreaktion) zeigt, das einer Polymerisationsreaktion unterzogen wird, bei Herstellung eines wasserabsorbierenden Polymers durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung.
  • 8 ist eine Darstellung, die ein Änderungsmuster einer Reaktionstemperatur einer Polymerisationsreaktion zeigt, wenn ein wasserabsorbierendes Polymer durch ein herkömmliches Verfahren hergestellt wird.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • [Erste Ausführungsform]
  • Ein erfindungsgemäßes kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines wasserabsorbierenden Polymers durch kontinuierliches Durchführen einer Polymerisation eines hydrophilen Monomers unter Verwendung einer ein hydrophiles Monomer enthaltenden Lösung umfasst mindestens einen der nachfolgenden Schritte (A) bis (D):
    • (A) Einleiten von Inertgas in die Lösung in einer kontinuierlichen Art und Weise, bevor die Lösung einer Polymerisationsreaktion unterzogen wird, und nachfolgendes Entfernen des Inertgases aus der Lösung (nachfolgend bezeichnet als Schritt (A));
    • (B) Zuführen der Lösung zu einem Polymerisationsverfahren und Auswaschen der Lösung mit Wasser, das vor, bei oder nach dem Zeitpunkt des Zuführens der Lösung zum Polymerisationsverfahren zugeführt wird (nachfolgend bezeichnet als Schritt (B));
    • (C) berührungsfreies Bestimmen der Reaktionstemperaturen einer Polymerisationsreaktion an einer Vielzahl von Stellen mit unterschiedlichem Abstand zu der Stelle, an der die Lösung zugeführt wird (nachfolgend bezeichnet als Schritt (C)); und
    • (D) Zuführen von Wasser zu einem Wasser enthaltenden Gel und/oder den Transportmitteln, wenn das Wasser enthaltende Gel des wasserabsorbierenden Polymers, erhalten in oder nach der Polymerisationsreaktion, transportiert wird (nachfolgend bezeichnet als Schritt (D)).
  • In obigem Schritt (B) bedeutet ein "Polymerisationsverfahren" ein Verfahren zum Durchführen einer Vernetzungspolymerisation, bei dem das Polymerisationsverhältnis der Monomerlösung oder des Wasser enthaltenden Gels bei Temperaturen über Raumtemperatur verbessert wird, einschließlich eines Verfahrens zum Altern des Wasser enthaltenden Gels. Durch Durchführen dieses Polymerisationsverfahrens kann im allgemeinen ein Polymerisationsverhältnis von nicht weniger als 95%, oder nicht weniger als 99%, oder sogar nicht weniger als 99,9%, erreicht werden. Hier kann das Polymerisationsverfahren und (ein Teil) des Trockenverfahrens zur gleichen Zeit durch Verdampfen während der Polymerisationsreaktion durchgeführt werden.
  • Um die Handhabungseffizienz und die jeweiligen Eigenschaften des wasserabsorbierenden Polymers zu verbessern, ist es bevorzugt, dass das kontinuierliche Herstellungsverfahren des wasserlöslichen Polymers der vorliegenden Erfindung mindestens einen der obigen Schritte (A), (C) oder (D) umfasst. Unter diesen Schritten sind die Schritte (A) und (C) gegenüber (D) bevorzugt, und zwischen den Schritten (A) und (C) ist der Schritt (C) gegenüber (A) für den obigen Zweck bevorzugt. Es ist noch bevorzugter, dass das Verfahren der vorliegenden Erfindung mindestens zwei der obigen Schritte (A) bis (D) umfasst, beispielsweise den Schritt (C) und den Schritt (D) und noch bevorzugter umfasst es mindestens drei der obigen Schritte und ganz besonders bevorzugt umfasst es alle der obigen vier Schritte (A) bis (D). Im Falle des Durchführens sämtlicher Schritte (A) bis (D) werden in der Praxis die Schritte (A) bis (D) in dieser Reihenfolge durchgeführt. In der vorliegenden Erfindung bedeutet "wasserabsorbierendes Polymer", außer anders angegeben, einen allgemeinen Begriff, einschließlich Wasser enthaltendes Gel, erzeugt durch Polymerisieren eines "hydrophilen Monomers" (wird später beschrieben), pulversiertes Gel, erhalten durch Mahlen und/oder Trocknen des Wasser enthaltenden Gels, wasserabsorbierende Teilchen und wasserabsorbierende feine Teilchen.
  • Das oben definierte wasserabsorbierende Polymer ist ein wasserquellendes und wasserunlösliches hydrophiles vernetztes Polymer mit einer Absorptionsfähigkeit von im allgemeinen nicht weniger als 5 Mal dem eigenen Gewicht, bevorzugt 10 bis 2000 Mal, und noch bevorzugter 100 bis 1000 Mal, bezogen auf Ionen-ausgetauschtes Wasser.
  • In der vorliegenden Erfindung ist "hydrophiles Monomer" nicht besonders beschränkt, und jedes hydrophile Monomer kann eingesetzt werden, vorausgesetzt, es kann als Rohmaterial eines wasserabsorbierenden Polymers verwendet werden. Jedoch sind jene mit einer Löslichkeit von nicht weniger als 5 Gew.-%, bezogen auf Wasser bei 25°C, bevorzugt, und jene mit einer Löslichkeit von nicht weniger als 10 Gew.-% sind noch bevorzugter, und jene mit einer Löslichkeit von nicht weniger als 20 Gew.-% sind insbesondere bevorzugt. Nicht-beschränkende Beispiele derartiger hydrophiler Monomere umfassen: anionische ungesättigte Monomere, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Vinylsulfonsäure, Styrolsulfonsäure, 2-(Meth)acrylamid-2-methylpropansulfonsäure, 2-(Meth)acryloylethansulfonsäure, 2-(Meth)acryloylpropansulfonsäure und Salze hiervon; ungesättigte Monomeren mit nicht-ionischen hydrophilen Gruppen, wie Acrylamid, (Meth)acrylamid, N-Ethyl(meth)acrylamid, N-n-Propyl(meth)acrylamid, N-Isopropyl(meth)acrylamid, N,N-Dimethyl(meth)acrylamid, 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat, Methoxypolyethylenglykol(meth)acrylat, Polyethylenglykolmono(meth)acrylat, Vinylpyridin, N-Vinylpyrrolidon, N-Vinylacetamid, N-Acryloylpiperidin, N-Acryloylpyrrolidin etc.; kationische ungesättigte Monomeren, wie N,N-Dimethylaminoethyl(meth)acrylat, N,N-Diethylaminoethyl(meth)acrylat, N,N-Dimethylaminopropyl(meth)acrylat und N,N-Dime thylaminopropyl(meth)acrylamid und quaternäre Salze hiervon; Ringöffnungs-Polymerisationsmonomere, wie Oxazorin, der obigen kationischen ungesättigten Monomeren mit einem Stickstoffatom etc. Von den oben aufgelisteten Monomer-Beispielen sind Acrylsäure und Salze hiervon (insbesondere sind Alkalimetallsalze, wie Li, Na, K etc., Ammoniumsalze, geeignet) als wesentliches Rohmaterial geeignet. Nur eine Art der oben aufgelisteten hydrophilen Monomeren kann eingesetzt werden oder zwei oder mehrere Arten hiervon können geeigneterweise gemischt und in einer Polymerisationsreaktion eingesetzt werden. Nachfolgend können die hydrophilen Monomeren einfach als Monomere bezeichnet werden.
  • Die hydrophilen Monomeren der vorliegenden Erfindung umfassen jene, die im allgemeinen niedrigere Hydrophilität zeigen als die oben aufgelisteten Monomeren, aber können als Rohmaterial eines wasserabsorbierenden Polymers verwendet werden, nicht-beschränkende Beispiele hiervon umfassen: Acrylonitril, Methylacrylat, Ethylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat etc.
  • Im Falle der Verwendung einer Mischung von Acrylsäure und einem Monomer, enthaltend eine Säuregruppe, wie Alkylmetallsalze hiervon (oder Ammoniumsalze), als Monomer, ist der Neutralisationsgrad des wasserabsorbierenden Polymers als Endprodukt (d.h. fast gleich dem Neutralisationsgrad an Monomer = Anzahl der Mole des Alkylmetallsalzes (oder Ammoniumsalzes) von Acrylsäure/Anzahl von Molen an gesamtem Monomer × 100 (%)) nicht besonders beschränkt, aber liegt bevorzugt in einem Bereich von 0 bis 90% und noch bevorzugter in einem Bereich von 0 bis 80%.
  • Der Neutralisationsgrad des wasserabsorbierenden Polymers kann durch Veränderung des Verhältnisses zwischen Acrylsäure und Alkylmetallsalz hiervon (oder Ammoniumsalz) als zu polymerisierendem Monomer eingestellt werden. Dieser Neutralisationsgrad des resultierenden wasserabsorbierenden Polymers kann ebenfalls nach der Polymerisationsreaktion eingestellt werden. Speziell beispielsweise im Falle, dass ein Monomer mit Neutralisationsgrad im Bereich von 0 bis 50% eingesetzt wird, kann der Neutralisationsgrad beispielsweise in einem Bereich von 55 bis 80% durch Behandeln des resultierenden wasserabsorbierenden Polymers (Wasser enthaltendes Gel) aus der Polymerisationsreaktion mit Carbonat oder Hydroxid von Alkyl(Alkali)metall (oder Ammonium) eingestellt werden.
  • In der obigen Polymerisationsreaktion kann ein Vernetzungsmittel, wenn notwendig, verwendet werden. Derartige Vernetzungsmittel sind nicht besonders beschränkt, vorausgesetzt, es weist nicht weniger als zwei funktionelle Gruppen in einem Molekül auf und trägt zur Bildung einer vernetzten Struktur bei. Durch Durchführen der Polymerisationsreaktion in Gegenwart eines Vernetzungsmittels kann ein wasserabsorbierendes Polymer, das ausgezeichnete Beständigkeit zeigt, erreicht werden. In einigen Fällen kann die vernetzte Struktur durch Zugeben eines Vernetzungsmittels zum Wasser enthaltenden Gel (ein Typ von wasserabsorbierendem Polymer), das aus der Polymerisationsreaktion resultiert, gebildet werden. In diesem Fall ist es bevorzugt, ein Vernetzungsmittel mit mindestens zwei Gruppen in einem Molekül, die mit einer funktionellen Gruppe, wie einer Carboxylgruppe etc., des Wasser enthaltenden Gels reaktiv sind, einzusetzen. Beispiele der Gruppen, die mit der funktionellen Gruppe reaktiv sind, umfassen eine Epoxygruppe, eine Aminogruppe, eine Hydroxylgruppe etc.
  • Um die vernetzte Struktur zu übernehmen, kann das wasserabsorbierende Polymer der vorliegenden Erfindung vom selbst-vernetzenden Typ sein, der kein Vernetzungsmittel erfordert, aber es wird noch bevorzugter durch Copolymerisieren oder Umsetzen eines internen Vernetzungsmittels, enthaltend mindestens zwei polymerisierbare ungesättigte Gruppen oder mindestens zwei reaktive Gruppen, erhalten.
  • Nicht-beschränkende Beispiele des internen Vernetzungsmittels umfassen: N,N'-Methylenbis(meth)acrylamid, (Poly)ethylenglykoldi(meth)acrylat, (Poly)propylenglykoldi(meth)acrylat, Trimethylolpropantri(meth)acrylat, Trimethylolpropandi(meth)acrylat, Glyceroltri(meth)acrylat, Glycerolacrylat(meth)acrylat, Ethylenoxid-denaturiertes Trimethylolpropantri(meth)acrylat, Pentaerythritoltetra(meth)acrylat, Dipentaerythritolhexa(meth)acrylat, Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat, Triallylphosphat, Triallylamin, Poly(meth)allyloxyalkan, (Poly)ethylenglykoldiglycidylether, Glyceroldiglycidylether, Ethylenglykol, Polyethylenglykol, Propylenglykol, Glycerol, Pentaerythritol, Ethylendiamin, Polyethylenimin, Glycidyl(meth)acrylat etc.
  • Nur eine Art der oben aufgelisteten internen Vernetzungsmittel kann eingesetzt werden oder zwei oder mehrere Arten hiervon können geeigneterweise gemischt und eingesetzt werden. Vor allem ist es bevorzugt, um eine höhere Absorptionsfähigkeit des resultierenden wasserabsorbierenden Polymers unter Druck zu erreichen, ein internes Vernetzungsmittel einer Verbindung mit nicht weniger als zwei polymerisierbaren ungesättigten Gruppen in einer Menge von 0,005 bis 5 Mol%, bevorzugter in einer Menge von 0,01 bis 2 Mol% und noch bevorzugter in einem Bereich von 0,05 bis 0,5 Mol%, bezogen auf die Monomerkomponente, einzusetzen.
  • Für diese Polymerisation kann eine hydrophile Polymerverbindung, wie Stärke, Cellulose, Stärke-Derivat, Cellulose-Derivat, Polyvinylalkohol, Polyacrylsäure (Salz), eine vernetzte Polyacrylsäure und vernetztes Polyacrylatsalz, ein Kettenübertragungsmittel, wie Hypophosphorsäure und Hypophosphit; Chelat-Bildner; ein wasserlösliches oder wasserdispergierbares oberflächenaktives Mittel zur Polymerisationsreaktion zugegeben werden.
  • Das obige Monomer kann in einer Polymerisationsreaktion in Form einer Lösung, enthaltend das Monomer (nachfolgend bezeichnet als Monomerlösung), eingesetzt werden. Für die Monomerlösung ist eine wässerige Monomerlösung bevorzugt. Die Konzentration der wässerigen Monomerlösung ist nicht besonders beschränkt, und die Lösung, in der das Monomer oberhalb der Sättigungskonzentration dispergiert wird, kann eingesetzt werden. Jedoch ist die Konzentration des wässerigen Monomers bevorzugt in einem Bereich von 20 Gew.-% bis zur Sättigungskonzentration, noch bevorzugter in einem Bereich von 30 bis 45 Gew.-%. Für die Konzentration von nicht weniger als 20 Gew.-% kann das praktikable Niveau der Gelfestigkeit des resultierenden absorbierenden Polymers sichergestellt werden. In ähnlicher Weise für die Konzentration von nicht mehr als der Sättigungskonzentration kann die Polymerisationsreaktion sicher kontrolliert werden, beispielsweise kann die von der Polymerisationsreaktion erzeugte Wärme einfach entfernt werden, und ein Herauspumpen und ein Anstieg der in dem resultierenden wasserabsorbierenden Polymer enthaltenen löslichen Komponenten kann verhindert werden. Überflüssig zu erwähnen, dass die Konzentration der wässerigen Monomerlösung auch durch die Temperatur des Monomers oder die Löslichkeit des hydrophilen Monomers im Wasser begrenzt wird.
  • Zunächst wird Schritt (A) erläutert. Schritt (A) umfasst das Verfahren des kontinuierlichen Zuführens eines Inertgases in die Monomerlösung, und daraufhin Entfernen des zur Lösung zugeführten Inertgases, bevor die Monomerlösung der Polymerisationsreaktion unterzogen wird, d.h. bevor die Polymerisationsreaktion des hydrophilen Monomers gestartet wird.
  • Der obige Schritt (A) ist ein Schritt im Herstellungsverfahren des wasserabsorbierenden Polymers, worin das hydrophile Monomer unter Verwendung einer Lösung, enthaltend ein hydrophiles Monomer (Monomerlösung), polymerisiert wird. Es ist bevorzugt, dass dieser Schritt (A) beispielsweise umfasst die Schritte 1) Zuführen von Inertgas in die Lösung vor Unterziehen der Lösung der Polymerisationsreaktion und 2) Entfernen des Inertgases, das zur Lösung zugeführt wurde, durch Anwendung von Ultraschall auf die Lösung und/oder Erzeugen eines Kreislaufs der Lösung.
  • Wie beschrieben, wird in Schritt (A) zunächst Inertgas der Monomerlösung zugeführt, bevor die Monomerlösung der Polymerisationsreaktion unterzogen, und der in der Monomerlösung gelöste Sauerstoff hieraus entfernt wird. Das Inertgas wird, wie oben beschrieben, entfernt, um die Wirkung an in der Lösung gelöstem Sauerstoff auf die Polymerisationsreaktion zu unterdrücken. Das zur Monomerlösung zuzuführende Inertgas ist nicht besonders beschränkt, und jedes Inertgas, das nicht mit dem oben erwähnten Monomer reaktiv ist, kann verwendet werden. Bevorzugte Beispiele derartiger zu der Monomerlösung zuzuführende Inertgase umfassen: Stickstoffgas, Argongas, Heliumgas etc., und in einigen Fällen Kohlendioxidgas.
  • Das Verfahren zum Zuführen von Inertgas in die Monomerlösung ist nicht besonders beschränkt, und nicht-beschränkende Beispiele umfassen 1) ein (kontinuierlich durchgeführtes) Zuführ-Verfahren des kontinuierlichen Durchströmens von Inertgas (oder Monomerlösung) in einen Fluss der Monomerlösung (oder des Inertgases) durch Sprühen von Inertgas (oder Monomerlösung) durch die Düse eines Ejektors oder eines Aspirators; 2) ein Verfahren zum Einführen von Inertgas in die Monomerlösung, gelagert in einem Monomertank, durch eine Einlassleitung für ein Inertgas. In obigen zwei Verfahren ist das Verfahren 1) für ein kontinuierliches Herstellungsverfahren geeigneter. Nur eines der obigen Verfahren kann eingesetzt werden oder zwei oder mehrere Verfahren können geeigneterweise gemischt und eingesetzt werden. Der Entfernungsanteil von gelöstem Sauerstoff aus der Monomerlösung ist nicht besonders beschränkt. Jedoch beträgt die Menge an Sauerstoff, die in der Monomerlösung verbleibt, bevorzugt nicht mehr als 2 mg/l, bevorzugter nicht mehr als 1 mg/l, und noch bevorzugter nicht mehr als 0,5 mg/l.
  • Die Monomerlösung mit Inertgas, zugeführt durch das vorangehende Verfahren, enthält Inertgas anstelle von Sauerstoff. Nachfolgend werden Erläuterungen hinsichtlich des Verfahrens zum Entfernen von Inertgas aus der Monomerlösung (ein Teil von Schritt (A)) gegeben.
  • Der Schritt des Entfernens von Inertgas bezeichnet insbesondere den Schritt des Entgasens von Blasen von Inertgas oder gelöstem Inertgas aus der Lösung. Der entfernte Anteil des Inertgases ist nicht besonders beschränkt, solange das Inertgas aus der Monomerlösung energisch entfernt wird, verglichen mit dem Fall, wo man die Monomerlösung belässt, wie sie ohne Behandlung ist. Durch Durchführen der vorangehenden Entgasungsbehandlung kann der restliche Sauerstoff etc. gleichzeitig aus der Lösung entfernt werden.
  • Die Menge an in der Monomerlösung enthaltenem Inertgas kann direkt gemessen werden. Jedoch, wie später erläutert wird, kann die Menge an restlichem Inertgas indirekt durch Messen der Lichttransmission des resultierenden wasserabsorbierenden Polymers (Wasser enthaltenden Gels) als Endprodukt gemessen werden. Ein derartiges Wasser enthaltendes Gel mit einer unzähligen Menge von Blasen (mit einem Teilchendurchmesser von einigen μm bis zu einigen hundert μm) zeigt niedrige Lichttransmission aufgrund der Blasen und ist trübe hinsichtlich der weißen Farbe mit niedriger Transparenz. Beim Messen der Menge an restlichem Inertgas durch Lichttransmission des Wasser enthaltenden Gels als Endprodukt beträgt die Lichttransmission bevorzugt nicht weniger als 10%, bevorzugter nicht weniger als 20% und noch bevorzugter nicht weniger als 50%.
  • Das Verfahren des Entfernens des Inertgases aus der Monomerlösung, das vor der Polymerisation durchgeführt werden sollte, umfasst insbesondere mindestens eines der nachfolgenden Verfahren: 1) ein Verfahren zum Anwenden von Ultraschall auf die Monomerlösung; 2) ein Verfahren zum Erzeugen eines Kreislaufs der Monomerlösung; 3) ein Verfahren zum Unterziehen der Monomerlösung Bedingungen reduzierten Drucks; und 4) ein Verfahren des Erhitzens der Monomerlösung in einem Maß, bei dem eine Polymerisationsreaktion nicht stattfindet; und 5) ein Verfahren des Zugebens eines Antischaummittels zur Monomerlösung etc. Nur eines der obigen Verfahren kann eingesetzt werden oder zwei oder mehrere Verfahren können geeigneterweise gemischt und eingesetzt werden. Von den obigen Verfahren 1) bis 5) sind die Verfahren 1) und 2) bevorzugt, und von den Verfahren 1) und 2) ist das Verfahren 1) noch bevorzugter. Die beschriebenen Verfahren sind durch eine Vorrichtung durchzuführen, die getrennt von der Polymerisationsvorrichtung vorgesehen ist.
  • Das obige Verfahren 1) bezeichnet speziell ein Verfahren des Anwendens von Ultraschall auf die Monomerlösung mittels einer Ultraschall-Erzeugungsvorrichtung (Gasentfernungsmittel), vor der Polymerisationsreaktion, insbesondere bevor die Monomerlösung zur Polymerisationsvorrichtung zugeführt wird. Die Ultraschallfrequenz ist nicht besonders beschränkt, solange sie nicht weniger als 20 kHz beträgt, liegt aber bevorzugt in einem Bereich von 25 bis 60 kHz. Mit einer Frequenz von nicht weniger als 25 kHz kann fein dispergiertes Inertgas, enthalten in der Monomerlösung in Form von Blasen, verhindert werden. Andererseits ist von Ultraschall mit einer Frequenz unter 20 kHz bekannt, dass diese unerwünscht ist, da Blasen in der Monomerlösung fein dispergiert werden. Es gibt keine besondere Obergrenze für die Frequenz des Ultraschalls; jedoch sind jene mit einer Frequenz bis zu 60 kHz industriell erhältlich.
  • Es gibt keine besondere Voraussetzung für die Monomerlösung, die die Verwendung von Ultraschall erlaubt, und Ultraschall kann in jedem Zustand der Monomerlösung eingesetzt werden, ohne Begrenzung auf einen Zustand, wenn a) der Monomerlösungsfluss nicht fließt, oder einen Zustand, wo b) die Monomerlösung nach dem Entgasen fließt. Der Zustand a) bestimmt speziell beispielsweise den Zustand, in dem die Monomerlösung mit darin dispergierten Blasen nach dem Entgasen im Behälter gelagert wird oder vorübergehend in ein Ultraschallbad für Beschallung eingeführt wird, etc. Der Zustand b) bestimmt speziell beispielsweise den Zustand, in dem die Monomerlösung sukzessive der Polymerisation zugeführt wird.
  • Die Einsatzzeit des Ultraschalls im obigen Zustand a) ist nicht besonders beschränkt, aber bevorzugt ist ein Bereich von 1 Sekunde bis 10 Minuten, ein Bereich von 2 Sekunden bis 5 Minuten und noch bevorzugter ein Bereich von 1 bis 3 Minuten. Durch Festsetzen der Einsatzzeit auf nicht weniger als 1 Sekunde, können Blasen des in der Monomerlösung enthaltenen Inertgases in erwünschter Weise entfernt werden. Durch Festsetzen der Einsatzzeit auf nicht mehr als 10 Minuten kann weiterhin ein Auftreten eines derartigen Problems, dass eine Polymerisationsreaktion durch einen Temperaturanstieg der Monomerlösung durch die aus dem Einsatz von Ultraschall erzeugte Energie induziert wird, verhindert werden.
  • In ähnlicher Weise ist die Ultraschalleinsatzzeit in obigem Zustand b) nicht besonders beschränkt, die vorangehenden Beispiele für die Ultraschalleinsatzzeit, die für den Zustand a) angegeben sind, können für Zustand b) herangezogen werden. In einigen Fällen ist es jedoch bevorzugt, die Monomerlösung zu kontrollieren, damit sie langsam fließt oder eine Vielzahl von Ultraschall-Erzeugungsvorrichtungen entlang der Richtung in der die Monomerlösung fließt vorzusehen, um die Einsatzzeit für den Ultraschall sicherzustellen.
  • Der Zeitpunkt, zu dem Ultraschall auf die Monomerlösung angewandt wird, ist nicht besonders beschränkt, vorausgesetzt, das Inertgas kann aus der Monomerlösung (oder aus dem Reaktionssystem, enthaltend die Monomerlösung, nach dem Start der Polymerisationsreaktion) entfernt werden. Jedoch ist es bevorzugter, den Ultraschall auf die Monomerlösung zu einer vorbestimmten Zeit in der Zeitspanne direkt nach einer Zeitspanne des Einführens des Inertgases in die Monomerlösung, bis zu einer Startzeit der Polymerisationsreaktion einzusetzen (im Falle des Einsetzens eines Polymerisationsinitiators, vor Mischen des Initiators (für einen Redox-Initiator, Mischung des Oxidationsinitiators und eines Reduktionsmittels) in die Monomerlösung) und noch bevorzugter direkt vor der Startzeit der Polymerisationsreaktion.
  • Das obige Verfahren 2) bestimmt speziell das Verfahren des Einführens der Monomerlösung zu beispielsweise dem Zyklonraum (Gasentfernungsmittel), gezeigt in 2, und Erzeugen eines Kreislaufs der Monomerlösung. Nach diesem Verfahren wird die Monomerlösung in den Zyklonraum eingeführt, wie durch die Spirallinie 15b angezeigt, um einen Kreislauf zu erzeugen, und durch die durch den Kreislauf erzeugte Zentrifugalkraft können Blasen des Inertgases aus der Monomerlösung abgetrennt werden. Zusätzlich wird die Monomerlösung als dünner Film auf der Linie 15b gebildet, und somit kann die Entgasung beschleunigt werden. Hier können andere Gasentfernungsmittel als die obigen Beispiele des Zyklonraums für das beschriebene Verfahren 2) eingesetzt werden, vorausgesetzt ein Kreislauf der Monomerlösung kann gebildet werden.
  • Der Zeitpunkt der Erzeugung des Kreislaufs der Monomerlösung ist nicht besonders beschränkt, vorausgesetzt, das Inertgas kann aus der Monomerlösung (oder dem Reaktionssystem, enthaltend die Monomerlösung nach der Polymerisationsreaktion) entfernt werden. Es ist jedoch bevorzugt, dass der Kreislauf bei vorbestimmter Zeit in einer Spanne direkt nach einem Zeitpunkt des Einführens des Inertgases zur Monomerlösung bis zu einer Startzeit der Polymerisationsreaktion erzeugt wird. Beispielsweise im Falle, wo der Zyklonraum ebenfalls als Mischer zum Mischen der Monomerlösung mit dem Initiator der Polymerisationsreaktion dient, wird der Kreislauf in einigen Fällen im Anfangsstadium der Polymerisationsreaktion erzeugt.
  • Das Verfahren 3) bestimmt speziell das Verfahren vor Zuführen der Monomerlösung zur Polymerisationsvorrichtung mit durchgeführter kontinuierlicher Entgasung, Zuführen der Monomerlösung, die in einem geschlossenen System vorliegt, oder einem System ähnlich zu einem geschlossen System (nachfolgend einfach bezeichnet als ein geschlossenes System oder dergleichen) unter reduziertem Druck. Für das geschlossene System oder dergleichen kann ein Teil der Herstellungsvorrichtung des wasserabsorbierenden Polymers im allgemeinen als solche verwendet werden. Jedoch, wenn notwendig, kann eine getrennt vorgesehen Vorrichtung zum Entfernen der Blasen des Inertgases eingesetzt werden. Die Umgebung unter reduziertem Druck bedeutet, dass die Umgebung, unter der die normale Atmosphäre an Gas sich mit der Monomerlösung im geschlossenen System in Kontakt befindet, nicht mehr als Atmosphärendruck beträgt. Ein derartiger Druck liegt bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 50 kPa, bevorzugter in einem Bereich von 0,5 bis 10 kPa. Eine derartige Umgebung unter reduziertem Druck kann beispielsweise erreicht werden durch Abziehen von Luft aus dem geschlossenen System unter Verwendung einer Vakuumpumpe etc., oder Kühlen der Luft innerhalb des geschlossenen Systems etc. Jedoch ist das Verfahren des Bildens der Umgebung unter reduziertem Druck nicht auf die obigen Verfahren beschränkt.
  • Wenn man die Monomerlösung, enthaltend das Inertgas, unter eine Umgebung mit reduziertem Druck setzt, wird das Inertgas in Form von Blasen oder das gelöste Inertgas in der Monomerlösung aus der Monomerlösung in einen Raum im geschlossenen System freigesetzt.
  • Dies erfolgt weil eine Gleichgewichtsbewegung für die Kompensation des Verlusts vom normalen Druck im geschlossenen System stattfindet, wenn man eine Umgebung unter reduziertem Druck herstellt.
  • Wenn das Gas im geschlossenen System abgekühlt wird, kann sich die mit dem Gas in Kontakt befindliche Monomerlösung zusammen abkühlen. Daher, abhängig, wie weit die Monomerlösung abgekühlt wird, gibt es die Möglichkeit, dass die Löslichkeit des Inertgases in der Monomerlösung zunimmt. Im Hinblick auf das Vorangehende ist das Verfahren, das Gas aus dem geschlossenen System oder dergleichen unter Verwendung einer Vakuumpumpe abzuziehen, bevorzugt von den oben beispielhaft erläuterten Verfahren zur Bildung einer Umgebung unter reduziertem Druck.
  • Der Zeitpunkt, zu dem man die Monomerlösung einer Umgebung von reduziertem Druck aussetzt, ist nicht besonders beschränkt, vorausgesetzt, das Inertgas kann aus der Monomerlösung entfernt werden (oder dem Reaktionssystem, enthaltend die Monomerlösung nach dem Start der Polymerisationsreaktion). Jedoch ist es bevorzugt, dass die Monomerlösung zu einer vorbestimmten Zeit in einer Zeitspanne direkt nach einem Zeitpunkt des Einführens des Inertgases zur Monomerlösung, bis zum Startzeitpunkt der Polymerisationsreaktion der Umgebung unter reduziertem Druck ausgesetzt wird, und bevorzugter zu einem Zeitpunkt direkt nach dem Startzeitpunkt der Polymerisationsreaktion. Das Monomer, das einem Entgasungsverfahren unterzogen wurde, wird zurück in die Atmosphäre von normalem Druck überführt und wird dann der Polymerisationsvorrichtung zugeführt oder der Polymerisationsreaktion.
  • Das Verfahren 4) bestimmt insbesondere das Verfahren des Erhitzens der Monomerlösung, nachdem diese der kontinuierlichen Entgasung in einem Maße unterzogen wurde, dass keine Polymerisationsreaktion auftritt. Beim Erhitzen der Monomerlösung, enthaltend das Inertgas, in der vorgehenden Art und Weise wird das Inertgas, gelöst oder in Form von Blasen in der Monomerlösung, aus der im Raum innerhalb des geschlossenen Systems freizusetzenden Monomerlösung entfernt. Dies ist, weil die Inertgaslöslichkeit in der Monomerlösung bei Einsatz von Wärme verringert wird.
  • Es ist bevorzugt, dass die obige Wärmebehandlung für die Monomerlösung zu einer vorbestimmten Zeit in einer Zeitspanne direkt nach dem Zeitpunkt des Einführens des Inertgases zur Monomerlösung, bis zum Startzeitpunkt der Polymerisationsreaktion durchgeführt wird, und noch bevorzugter bei einem Zeitpunkt direkt nach dem Startzeitpunkt der Polymerisationsreaktion.
  • Beim Erhitzen der Monomerlösung wird beispielsweise das Gas innerhalb des geschlossenen Systems indirekt erwärmt und der Druck wird erhöht. Deshalb kann sich das Gas, wenn erhitzt, in der Monomerlösung lösen. Jedoch wäre dies im allgemeinen kein Problem, vorausgesetzt, die Wärmebehandlung wird in einem Maße eingesetzt, dass eine Polymerisationsreaktion nicht stattfindet.
  • Das Verfahren 5) bestimmt speziell das Verfahren des Entfernens von Blasen im Inertgas durch Zugabe eines Antischaummittels, wie eines oberflächenaktiven Mittels etc., zur Monomerlösung.
  • Nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird im allgemeinen eine Polymerisationsreaktion in kontinuierlicher Art und Weise durch kontinuierliches Zuführen der Monomerlösung (kontinuierliches System) durchgeführt. Im allgemeinen wird das Entgasen ebenfalls in einer kontinuierlichen Art und Weise durchgeführt.
  • In der statischen Polymerisation ist es wahrscheinlicher, eine Polymerisationsreaktion in dem Zustand durchzuführen, wo die Monomerlösung Blasen enthält, als die Polymerisation zu rühren. Daher ist es noch bevorzugter, die statische Polymerisation im Verfahren der vorliegenden Erfindung einzusetzen. Das heißt, es ist insbesondere bevorzugt, dass die Polymerisationsreaktion der vorliegenden Erfindung eine kontinuierliche statische Polymerisation ist, da besondere Effekte, die durch die vorliegende Erfindung erreicht werden, am meisten geschätzt werden können. Im Falle, wo das Inertgas-Entfernungsverfahren durch das Verfahren des Einsetzens von Ultraschall auf die Monomerlösung durchgeführt wird, und/oder durch das Verfahren des Erzeugens eines Kreislaufs der Monomerlösung, kann die Polymerisationsreaktion bei jeder vorbestimmten Menge an Monomerlösung chargenweise durchgeführt werden. In dem Zustand direkt vor Zuführen zur Polymerisationsreaktion kann das Inertgas, wie oben erläutert, aus der Monomerlösung entfernt worden sein oder es kann nicht aus der Monomerlösung entfernt worden sein.
  • Wie beschrieben, kann nach dem Verfahren, einschließlich "des Schritts (A) des Entfernens von Inertgas aus der Monomerlösung" eine Menge an Blasen von Inertgas im resultierenden Wasser enthaltenden Gel oder einem wasserabsorbierenden Polymer nach dem Trocknen reduziert oder sogar eliminiert werden, verglichen mit dem, resultierend aus dem herkömmlichen Herstellungsverfahren. Dies reduziert die Bildung von Vorsprüngen und Mulden, gebildet auf der Oberfläche des wasserabsorbierenden Polymers oder granulierten wasserabsorbierten Polymers aufgrund der Inertgas-Blasen. Folglich kann ein wasserabsorbierendes Polymer mit ausgezeichneter Handhabungseffizienz und erwünschten Eigenschaften hergestellt werden.
  • Wenn notwendig, kann das resultierende wasserabsorbierende Polymer (Wasser enthaltende Gel) aus dem beschriebenen Herstellungsverfahren weiterhin einem Granulierungsverfahren mittels eines Gel-Granulators; (feinen) Pulverisierungsverfahren mittels eines Gelpulverisators, Trockenverfahren mittels eines Trockners; (feinen) Mahlverfahren nach dem Trocknen mittels eines Zerkleinerers vom Mühlen-Typ etc. unterzogen werden. Im allgemeinen wird das obige Granulierungsverfahren im wesentlichen in der statischen Polymerisation durchgeführt. Die beschriebenen Granulierungs-, Pulverisierungs-, Trocknungs- und Zerkleinerungsverfahren werden im allgemeinen in dieser Reihenfolge durchgeführt, wenn alle diese Verfahren durchgeführt werden sollen.
  • Als Ergebnis des Durchführens des Trockenverfahrens, Granulierungsverfahrens etc. werden im allgemeinen feine Pulver (mit einer Größe von beispielsweise nicht mehr als 150 μm oder nicht mehr als 100 μm) oder schuppige Fragmente als Nebenprodukte gebildet. Diese feinen Pulver und schuppigen Fragmente haben große Oberflächenbereiche, bezogen auf ihr Volumen, und absorbieren daher schnell beispielsweise bei einer Oberflächenbehandlung.
  • Es ist daher schwierig, die Oberflächenbehandlung auf die Oberfläche der wasserabsorbierenden Teilchen (beispielsweise mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 200 bis 700 μm) etc. gleichmäßig aufzubringen. Ferner können die feinen Pulver und schuppigen Fragmente, die darin die Oberflächenbehandlung absorbiert haben, in der Hauptmasse aggregieren, was das Problem hervorruft, dass das Verfahren des Erwärmens der wasserabsorbierenden Teilchen, gemischt mit dem Oberflächenverarbeitungsmittel, nicht in wünschenswerter Weise durchgeführt werden kann, was in einer Verschlechterung der jeweiligen Eigenschaften und Verringerung der Ausbeute resultiert.
  • Jedoch weisen die wasserabsorbierenden Polymere (Wasser enthaltendes Gel), die durch das Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, eine verringerte Menge an Blasen (Inertgas etc.) auf, verglichen mit dem herkömmlichen Herstellungsverfahren, oder enthalten keine derartigen restlichen Blasen an Inertgas. Wenn daher die wasserabsorbierenden Teilchen (ein Typ von wasserabsorbierendem Polymer) etc. hergestellt werden, kann die Menge an feinen Pulvern oder schuppigen Fragmenten, die nach dem Trocknen im Vermahlungsverfahren als Subprodukte erzeugt werden, verringert werden, gegenüber den aus dem herkömmlichen Verfahren erhaltenen. Daher kann beispielsweise eine Oberflächenbehandlung bei den wasserabsorbierenden Teilchen durchgeführt werden, indem die Oberflächenbehandlung gleichmäßig aufgebracht wird, und das Verfahren des Erwärmens des wasserabsorbierenden Materials, gemischt mit dem Oberflächenverarbeitungsmittel, kann in erwünschter Weise durchgeführt werden. Zusätzlich kann die Bildung von Vorsprüngen und Mulden auf der Oberfläche der wasserabsorbierenden Teilchen aufgrund von Blasen unterdrückt werden, indem die restlichen Blasen an Inertgas reduziert werden, und somit ist es, verglichen mit jenen, hergestellt durch das herkömmliche Verfahren, weniger wahrscheinlich, dass das Problem mit der Schicht, die mit der Oberflächenbehandlung behandelt wurde, die durch eine Verfahrensbeschädigung beschädigt wird, auftritt und erwünschte Eigenschaften in ihrer Absorptionsfähigkeit unter Druck, flüssigen Permeabilität etc. können erreicht werden.
  • Vor dem Zuführen des Monomers für die Polymerisationsreaktion und dem Beginn der Polymerisationsreaktion des Monomers ist es bevorzugt, den Schritt (Schritt (B)) des Einführens der Monomerlösung in einen Behälter, wie eine Mischungssäule zum Mischen eines Polymerisationsinitiators (wird später detailliert erläutert), durchzuführen, wobei eine Polymerisationssektion (Polymerisationsvorrichtung, Polymerisationszone) mit einem Endlosband etc. versehen ist, und weiterhin Auswaschen der Lösung mit Wasser, das vor, bei oder nach dem Zeitpunkt des Zufüh rens der Monomerlösung zugeführt wird. Nachfolgend wird dieses Verfahren bezeichnet als Verfahren (B). Das Nachfolgende wird den Schritt (B) erläutern.
  • Das Verfahren des Einführens des hydrophilen Monomers, das im Schritt (B) zum Einführen der Lösung, enthaltend ein hydrophiles Monomer (Monomerlösung), im Behälter eingesetzt wird, wobei die Polymerisationssektion oder dergleichen den Schritt des Zuführens von Wasser zu mindestens einem Teil eines Bereichs von 1) dem Behälter, 2) der Einlassleitung zum Zuführen der Lösung zur Polymerisationssektion einschließt, wo die Lösung vor, bei oder nach dem Zeitpunkt des Zuführens der Lösung zum Behälter oder der Polymerisationssektion Kontakt hat. Mit anderen Worten schließt der obige Schritt (B) den Schritt ein, wenn die Lösung, enthaltend ein hydrophiles Monomer, zugeführt wird, dass Wasser zu mindestens einem Teil eines Bereichs zugeführt wird, wo die Lösung vor, nach oder zum Zeitpunkt, zu dem die Lösung mit dem Bereich in Kontakt kommt, kontaktiert. Durch Zuführen von Wasser in der vorangehenden Art und Weise kann der Bereich, mit dem die Lösung in Kontakt kommt, geschmiert werden, und Adhäsion oder ein Zurückhalten der Lösung in diesem Bereich kann verhindert werden.
  • Für den Behälter kann irgendein Hohlgefäß mit einem Zuführanschluss zum Einführen der Monomerlösung hierdurch und einem Auslassanschluss zum Auslassen der Monomerlösung hieraus eingesetzt werden, und die Form des Behälters oder dergleichen ist nicht besonders beschränkt. Daher kann beispielsweise ein Hohlgefäß mit demselben Querschnitt und dem Bereich entlang des Einlassanschlusses, und des Hauptteils bis zum Auslassanschluss eingesetzt werden. Nicht-beschränkende Beispiele des obigen Behälters umfassen: 1) ein Behälter mit einer derartigen Form, dass der engste Bereich des Behälters, umgeben von einer Querlinie zwischen der inneren Oberfläche des Behälters und einer horizontalen Ebene, auf der Ebene, einschließlich dem Auslassanschluss, positioniert ist, und 2) ein Behälter mit einer derartigen Form, dass der engste Bereich des Behälters, umgeben von einer Querlinie zwischen der inneren Oberfläche des Behälters und einer horizontalen Ebene, unterhalb einer Ebene, einschließlich des Zuführanschlusses, und oberhalb einer Ebene, einschließlich des Auslassanschlusses, positioniert wird. Konkrete Beispiele der obigen Behälter 1) und 2) umfassen: ein Mischgefäß zum Mischen der Monomerlösung mit dem Polymerisationsinitiator, einem Entgaser, wie einem Zyklon-Raum, zum Entfernen des zur Monomerlösung zugeführten Inertgases.
  • Die Polymerisationssektion umfasst Mittel, die eine Polymerisation eines Monomers in kontinuierlicher Art und Weise oder chargenweise ermöglichen. Bei der kontinuierlichen Polymerisation können diese Mittel Transportmittel, wie ein Transportband (bevorzugt Endlosband), ein Trommeltrockner oder dergleichen sein, die eine statische Polymerisation der Monomerlösung in einer kontinuierlichen Art und Weise durch kontinuierliches Zuführen der Monomerlösung auf die obere Fläche der Transportmittel durchführen. Bei der chargenweisen Polymerisation können diese Mittel ein Polymerisationsbehälter, wie eine rostfreie Wanne, eine Leitung, ein Tank oder dergleichen, sein. In jedem Fall wird die Einführung der Monomerlösung in die Polymerisationssektion durch die Einlassleitung durchgeführt.
  • Wie beschrieben, umfasst der Schritt (B) des Zuführens des hydrophilen Monomers den Schritt des Zuführens von Wasser zu 1) dem Behälter oder 2) mindestens einem Teil eines Bereichs des Behälters, wo die Monomerlösung in Kontakt kommt, wie die Einlassleitung etc. zum Einführen der Monomerlösung zur Polymerisationssektion.
  • Für den Behälter bedeutet der Bereich, wo die Monomerlösung in Kontakt kommt, eine innere Oberfläche des Behälters. Für die Einlassleitung bedeutet der Bereich, wo die Monomerlösung in Kontakt kommt, sowohl die innere als auch äußere Oberfläche der Einlassleitung. Hier umfasst der Kontakt der Monomerlösung den Fall, in dem die Monomerlösung durch deren Verteilung mit dem Bereich in Kontakt kommt.
  • Der beschriebene Schritt des Zuführens von Wasser wird durchgeführt, 1) bevor die Monomerlösung mit dem Bereich in Kontakt kommt, oder 2) zu dem Zeitpunkt, wo die Monomerlösung mit dem Bereich in Kontakt kommt. In einigen Fällen kann dieser Schritt durchgeführt werden, 3) nachdem die Monomerlösung mit dem Bereich in Kontakt kommt, und in diesem Fall sollte die am Bereich anhaftende Monomerlösung ausgewaschen werden. Das heißt, der obige Schritt kann zu jedem der beschriebenen Zeitpunkte 1) bis 3) durchgeführt werden, oder zwei von 1) bis 3) können ausgewählt werden. Im Falle des Zuführens von Wasser zum Zeitpunkt 1) kann ein Wasserfilm gebildet werden, bevor die Monomerlösung mit dem Bereich in Kontakt kommt, und Adhäsion und Zurückhalten der Monomerlösung in dem Bereich kann verhindert werden. Im Falle des Zuführens von Wasser zum Zeitpunkt 2) kann die den Bereich kontaktierende Monomerlösung zusammen mit Wasser aus dem Bereich entfernt werden. Im Fall des Zuführens von Wasser zum Zeitpunkt 3) kann die an dem Bereich anhaftende Monomerlösung hiervon entfernt werden.
  • Mit anderen Worten, im Falle, wo der Kontaktbereich die innere Oberfläche des Behälters darstellt, kann die Monomerlösung mit Wasser zur Außenseite des Behälters durch den Auslassanschluss ohne Anhaften oder Zurückbleiben in diesem Bereich ausgelassen werden. Im Falle, wo der Kontaktbereich die innere Oberfläche der Einlassleitung darstellt, kann die Monomerlösung mit Wasser nach der Außenseite der Einlassleitung durch die Anschlusssektion (Düsenanschluss etc.) ohne Anhaften oder Zurückbleiben auf dem Bereich ausgelassen werden. Im Falle, wo der Kontaktbereich die äußere Oberfläche der Einlassleitung darstellt, kann die Monomerlösung unter die Einlassleitung hinuntertropfen.
  • Das Verfahren des Zuführens von Wasser ist nicht besonders beschränkt, und nichtbeschränkende Beispiele hiervon umfassen: 1) ein Verfahren des Sprühens von Wasser auf den Kontaktbereich unter Verwendung eines Sprays etc., 2) ein Verfahren des tropfenweisen Zuführens von Wasser, 3) ein Verfahren des Zuführens von Wasser im Fluss, 4) ein Verfahren des Zuführens von Wasser durch Kühlen der inneren Oberfläche des Behälters oder der Einlassleitung, um Feuchtigkeitskondensation auf der inneren Oberfläche zu bilden, um Wasser zuzuführen. Nur eines der obigen Verfahren kann eingesetzt werden, oder zwei oder mehrere Verfahren können geeigneterweise gemischt und eingesetzt werden. Es ist hier bevorzugt, dass ein geeignetes Verfahren von den obigen Verfahren 1) bis 4) für den Bereich, dem Wasser zuzuführen ist, ausgewählt wird. Speziell beispielsweise im Fall des Zuführens von Wasser zur inneren Oberfläche des Behälters oder der äußeren Oberfläche der Einlassleitung ist das Verfahren 1) oder 2) bevorzugt, und im Falle des Zuführens von Wasser zur inneren Oberfläche der Einlassleitung ist das Verfahren 3) bevorzugter. Wasser kann kontinuierlich oder diskontinuierlich zum Bereich zugeführt werden.
  • Zum Wasser können Additive, wie oberflächenaktive Mittel, wasserlösliche Salze oder dergleichen, funktionelle Materialien, wie Polymerisationsinitiatoren, Desodorierungsmittel (Desodorant), antifungizide Mittel, Verdicker, Gelatisierungsmittel, wenn notwendig, zugegeben werden. Hydrophile organische Lösungsmittel, wie verschiedene Typen von Alkoholen etc., eine wasserlösliche Verbindung, ein hydrophiles Monomer (wasserlösliches ethylenisch ungesättigtes Monomer etc.) können, wenn notwendig, zum Wasser zugegeben werden. Die Menge und die An der (des) zuzugebenden Mittels) zu Wasser ist nicht besonders beschränkt, vorausgesetzt die Adhäsion und das Zurückhalten von Monomerlösung können verhindert werden. Die Temperatur des Wassers ist nicht besonders beschränkt, solange die Polymerisation des hydrophilen Monomers, das in der Monomerlösung enthalten ist, nicht ausgelöst wird, aber bevorzugt ist ein Bereich von 0 bis 50°C und bevorzugter ist ein Bereich von 5 bis 30°C.
  • Nach dem Verfahren (B) des Einführens des hydrophilen Monomers, wenn eine ein hydrophiles Monomer enthaltende Lösung zugeführt wird, wird Wasser zu mindestens einem Teil des Bereichs, wo die Lösung in Kontakt kommt, vor oder zum Zeitpunkt, wo die Lösung mit dem Bereich in Kontakt kommt, zugeführt. Daher können unerwünschtes Anhaften oder Zurückbleiben der Monomerlösung oder Adhäsion oder Altern des Polymers des Monomers verhindert werden. Folglich kann beispielsweise 1) die Monomerlösung reibungslos transportiert werden und 2) eine Kontamination des anhaftenden Polymers und nicht kontaminiert in der Monomerlösung als Fremdstoffe gealtert, die die Eigenschaften des resultierenden wasserabsorbierenden Polymers verschlechtert, können verhindert werden, und 3) die Monomerlösung kann effizient als Rohmaterial des wasserabsorbierenden Polymers eingesetzt werden.
  • Das obige Zuführverfahren ist insbesondere effektiv, wenn eingesetzt wird 1) ein Behälter mit einer derartigen Form, dass der engste Bereich des Behälters, der von einer Querlinie zwischen einer inneren Oberfläche des Behälters und einer horizontalen Ebene umgeben ist, auf der Ebene, die den Auslassanschluss umfasst, positioniert wird, und 2) ein Behälter mit einer derartigen Form, dass der engste Bereich des Behälters, der eine Querlinie zwischen der inneren Oberfläche des Behälters und einer horizontalen Ebene umgibt, unterhalb einer Ebene, die den Einlassanschluss umfasst, und oberhalb einer Ebene, die den Auslassanschluss umfasst, angeordnet ist.
  • Die besonderen Effekte, die mit der vorliegenden Erfindung erreicht werden, können insbesondere geschätzt werden, wenn die obigen Behälter eingesetzt werden, weil der Fluss der Monomerlösung durch den Teil des engsten Bereichs beschränkt wird, und die Monomerlösung wahrscheinlich für eine lange Zeit im Behälter bleibt. Das obige Zuführverfahren ist insbesondere für die kontinuierliche Polymerisation in industriellem Maßstab effektiv.
  • In der vorliegenden Erfindung bedeutet "kontinuierliche Polymerisation von Monomer", dass eine Polymerisation in einer kontinuierlichen An und Weise, bezogen auf das Monomer als Rohmaterial, das kontinuierlich statisch oder unter Rühren transportiert wird, durchgeführt wird. Beispielsweise wird eine statische kontinuierliche Polymerisation mittels einer Bandpolymerisationsvorrichtung oder dergleichen durchgeführt, und eine kontinuierliche Polymerisation unter Rühren wird mittels eines kontinuierlichen Kneters oder dergleichen durchgeführt. Für den kontinuierlichen Transport des Monomers ist es bevorzugt, dass mindestens ein Teil der Transportmittel, wie ein Transportband (bevorzugt ein Endlosband) oder ein Trommeltrockner etc., eingesetzt werden. In diesem Fall wird die Monomerlösung auf (die obere Oberfläche) der Transportmittel kontinuierlich zugeführt, und für die Polymerisationsreaktion kann eine statische Polymerisation (kontinuierliche statische Polymerisation) auf dem Transportband durchgeführt werden. Im Falle des Zuführens von "Monomer" in Form einer Lösung ist die Dicke des auf die Transportmittel, wie ein Endlosband, zuzuführende Monomerlösung nicht besonders beschränkt, aber bevorzugt ist ein Bereich von 1 bis 50 mm, bevorzugter ein Bereich von 10 bis 40 mm und noch bevorzugter ein Bereich von 20 bis 30 mm. Ein Band zur Verwendung in einer Polymerisation auf einem Band weist beispielsweise eine Breite im Bereich von 0,1 bis 5 m, bevorzugt einen Bereich von 0,2 bis 4 und eine Länge im Bereich von 1 bis 100 m, bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 30 m, auf. Solange die Lösung auf eine Dicke von nicht weniger als 1 mm zugeführt wird, kann das wasserabsorbierende Polymer in industriellem Maßstab hergestellt werden. Zusätzlich durch Zuführen der Lösung auf eine Dicke von nicht mehr als 50 mm kann die Wärme, erzeugt von der Polymerisationsreaktion, einfach entfernt werden und ein Herausspritzen aus der Polymerisationsreaktion, eine Zunahme der löslichen Komponente im resultierenden wasserabsorbierenden Polymer und die Verringerung der Gelfestigkeit des wasserabsorbierenden Polymers können verhindert werden.
  • Für die Polymerisationsreaktion kann, wenn notwendig, ein Initiator für die Polymerisationsreaktion (Polymerisationsinitiator) verwendet werden. Die An des Polymerisationsinitiators ist nicht besonders beschränkt und beispielsweise können ein Redox-Initiator einer Kombination von Oxidationsinitiator und Reduktionsmittel; ein wärmezersetzbarer Initiator, ein Photopolymerisationsinitiator etc. verwendet werden. Nur eine An der oben aufgelisteten Polymerisationsinitiatoren kann eingesetzt werden, oder zwei oder mehrere Arten hiervon können geeigneterweise gemischt und für die An des Monomers angepaßt eingesetzt werden. Der (die) Polymerisati onsinitiator(en) kann beispielsweise in Form einer Lösung, wie einer wässerigen Lösung, verwendet werden.
  • Von den oben aufgelisteten Polymerisationsinitiatoren sind Photopolymerisationsinitiatoren und Redox-Initiatoren bevorzugter. Beispiele von Photopolymerisationsinitiatoren umfassen: Verbindungen mit einer Benzoylgruppe, wie 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on etc., oder Azoverbindungen, die später beschrieben werden. Ein im Redox-Initiator enthaltener Oxidationsinitiator ist nicht besonders beschränkt, bevorzugte Beispiele derartiger Oxidationsinitiatoren umfassen: Persulfat, Wasserstoffperoxid, Benzoylperoxid etc. Ein im Redox-Initiator enthaltenes reduzierendes Mittel ist nicht besonders beschränkt, beispielsweise L-Ascorbinsäure (Salz), Isoascorbinsäure (Salz), Sulfit (einschließlich Hydrogensalz), Thiosulfat, Amin, Eisen(II)-ion, Mohr'sches Salz oder dergleichen. Nur eine Art an Oxidationsinitiator (oder Reduktionsmittel) kann eingesetzt werden, oder zwei oder mehrere Arten hiervon können geeigneterweise gemischt und eingesetzt werden. Beispiele für Kombinationen des Oxidationsinitiators und des Reduktionsmittels umfassen: eine Kombination von Persulfat, wie Natriumpersulfat (NaPs), und L-Ascorbinsäure (Salz) sowie eine Kombination von Persulfat, Wasserstoffperoxid und L-Ascorbinsäure (Salz). Diese Kombinationen sind insbesondere bevorzugt, wenn Acrylsäuremonomer (hydrophiles Monomer) als Rohmaterial eingesetzt wird.
  • Die Verwendungsmenge des Oxidationsinitiators oder des Photopolymerisationsinitiators ist nicht besonders beschränkt, aber bevorzugt ist ein Bereich von 0,0001 bis 1 g, bezogen auf 1 Mol Monomer, und bevorzugter ist ein Bereich von 0,001 bis 0,5 g, bezogen auf 1 Mol Monomer. Durch Einstellen der Verwendungsmenge des Oxidationsinitiators auf nicht weniger als 0,0001 g, bezogen auf 1 Mol des Monomers, kann die Polymerisationsreaktion ohne Fehlstart gestartet werden, und die Menge an restlichem unreagiertem Monomer kann verringert werden. Ferner kann durch Einstellen der Verwendungsmenge des Oxidationsinitiators auf nicht mehr als 1 g, bezogen auf 1 Mol des Monomers, ein derartiges Problem, dass die Polymerisationsreaktion rasch fortschreitet, was die Entfernung der Reaktionswärme (Polymerisationswärme) schwierig gestaltet, sicher verhindert werden. Zusätzlich kann ein Anwachsen der löslichen Komponente, enthalten im resultierenden wasserabsorbierenden Polymer oder eine Verschlechterung von verschiedenen Eigenschaften des Polymers, wie die Verringerung der Absorptionsfähigkeit, sicher verhindert werden.
  • Die Verwendungsmenge des Reduktionsmittels ist nicht besonders beschränkt, liegt aber bevorzugt in einem Bereich von 0,0001 bis 2 Mol, bezogen auf 1 Mol des Oxidationsinitiators. Durch Einstellen der Verwendungsmenge des Reduktionsmittels auf nicht weniger als 0,0001 Mol, bezogen auf 1 Mol des Oxidationsinitiators, kann eine Polymerisationsreaktion ohne Fehlschlag initiiert und vervollständigt werden. Weiterhin kann durch Einstellen der Verwendungsmenge des Reduktionsmittels auf nicht mehr als 2 Mol, bezogen auf 1 Mol des Oxidationsinitia tors, ein derartiges Problem, dass die Polymerisationsreaktion rasch fortschreitet, was die zurückbleibenden Monomeren unreaktiv macht, sicher verhindert werden.
  • Der Redox-Initiator kann in Kombination mit dem wärmezersetzbaren Initiator verwendet werden. In diesem Fall, in dem Zustand, wo die der Polymerisationsreaktion zugeführte Monomerlösung bei niedriger Temperatur vorliegt, wird der Redox-Initiator aktiviert, während in dem Zustand, wenn die Monomerlösung mit der fortschreitenden Polymerisationsreaktion erhitzt wird, wird der wärmezersetzbare Initiator aktiviert. Daher bietet diese Kombination eine stabile Polymerisationsreaktion und somit kann ein wasserabsorbierendes Polymer, das hohe Absorptionsfähigkeit zeigt und eine kleine Menge an wasserlöslicher Komponente (lösliche Komponente) aufweist, erhalten werden. Der Typ an wärmezersetzbarem Initiator ist nicht besonders beschränkt und Beispiele hiervon umfassen: Azo-Initiatoren, wie 2-2'-Azobis(2-amidinopropan)dihydrochlorid, 2,2'-Azobisisobutyronitril, 2,2'-Azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propan]dihydrochlorid, 2,2'-Azobisisobutylamidodihydrat und dergleichen. Nur ein Typ der oben aufgelisteten wärmezersetzbaren Initiatoren kann eingesetzt werden, oder zwei oder mehrere Typen hiervon können in geeigneter Weise gemischt und eingesetzt werden. Die obigen Azo-Initiatoren können als Photopolymerisationsinitiatoren verwendet werden.
  • Die Verwendungsmenge des thermisch zersetzbaren Initiators ist nicht besonders beschränkt, aber bevorzugt ist ein Bereich von 0,0001 bis 1 g, bezogen auf 1 Mol Monomer, und bevorzugter ist ein Bereich 0,001 bis 0,5 g. Durch Einstellen der Verwendungsmenge des thermisch zersetzbaren Initiators auf nicht weniger als 0,0001 Mol, bezogen auf 1 Mol Monomer, kann dessen Effekt voll zum Tragen kommen. Ferner kann durch Einstellen der Verwendungsmenge des thermisch zersetzbaren Initiators auf nicht mehr als 1 g, bezogen auf 1 Mol des Monomers, ein derartiges Problem, dass die Polymerisation rasch fortschreitet, was die Entfernung von Reaktionswärme (Polymerisationswärme) schwierig gestaltet, sicher verhindert werden. Zusätzlich kann ein Anwachsen der löslichen Komponenten, enthalten im resultierenden wasserabsorbierenden Polymer, oder eine Verschlechterung von verschiedenen Eigenschaften des Polymers, wie die Verringerung der Absorptionsfähigkeit, sicher verhindert werden.
  • Eine Kombination des Redox-Initiators und des thermisch zersetzbaren Initiators ist nicht besonders beschränkt, aber ist bevorzugt eine Kombination von mindestens einem Oxidationsinitiator von Persulfat oder Wasserstoffperoxid; mindestens einem Reduktionsmittel von L-Ascorbinsäure (Salz), Isoascorbinsäure (Salz), Sulfat (einschließlich Hydrogensalz), Thiosulfat oder Amin und mindestens ein thermisch zersetzbarer Initiator von Azo-Initiatoren, einschließlich 2,2'-Azobis(2-amidinopropan)dihydrochlorid. Besonders im Fall des Einsatzes von Acrylsäuremonomeren als Rohmaterial ist eine Kombination von Persulfat, Wasserstoffperoxid, Azo-Initiator und L-Ascorbinsäure (Salz) bevorzugt, und eine Kombination von Persulfat, Wasserstoffperoxid, 2,2'-Azobis(2-amidinopropan)dihydrochlorid (Azo-Initiator) und L-Ascorbinsäure (Salz) noch bevorzugter.
  • Im Falle des Einsatzes eines Redox-Initiators (einschließlich dessen kombinierter Verwendung mit einem anderen (anderer) Mittel), ist es bevorzugt, dass der Oxidationsinitiator und das Reduktionsmittel zu verschiedenen Zeiten zugeführt werden. Der Redox-Initiator funktioniert nur, wenn er mit dem Oxidationsinitiator und dem Reduktionsmittel kombiniert wird. Daher kann durch Zuführen in der vorangehenden Art und Weise der Startzeitpunkt einer Polymerisationsreaktion wie gewünscht gesteuert werden. Zusätzlich im Falle des Einsetzens einer Kombination des Redox-Initiators und des thermisch zersetzbaren Initiators als Polymerisationsinitiator ist es bevorzugt, i) den ersten Mischungsschritt des Mischens des Oxidationsinitiators und des thermisch zersetzbaren Initiators mit der Monomerlösung und ii) den zweiten Mischungsschritt des Mischens des Reduktionsmittels mit der Monomerlösung getrennt durchzuführen oder i) den ersten Mischungsschritt des Mischens des Oxidationsinitiators mit der Monomerlösung und ii) den zweiten Mischungsschritt des Mischens des Reduktionsmittels und des thermisch zersetzbaren Initiators mit der Monomerlösung getrennt durchzuführen. Hierbei ist nicht besonders beschränkt, ob der erste Mischungsschritt oder der zweite Mischungsschritt zuerst durchgeführt wird.
  • Nach dem Herstellungsverfahren des wasserabsorbierenden Polymers der vorliegenden Erfindung, wenn das wasserabsorbierende Polymer hergestellt wird, indem die Polymerisation eines hydrophilen Monomers in kontinuierlicher Art und Weise in erwünschter Weise durchgeführt wird, ist es bevorzugt, den Schritt des berührungsfreien Bestimmens von Temperaturen an einer Vielzahl von Stellen mit unterschiedlichen Abstand zu der Stelle, an der das hydrophile Monomer zugeführt wird (Schritt (C)), durchzuführen. Hinsichtlich des obigen Schritts (C) des berührungsfreien Bestimmens der Reaktionstemperaturen der Polymerisationsreaktion an einer Vielzahl von Stellen mit unterschiedlichem Abstand zu der Stelle, an der die Monomerlösung zugeführt wird, werden Erklärungen für "berührungsfreies Bestimmen der Reaktionstemperaturen der Polymerisationsreaktion" und für "Bestimmen der Reaktionstemperaturen der Polymerisationsreaktion an einer Vielzahl von Stellen mit unterschiedlichem Abstand zu der Stelle, an der die Monomerlösung zugeführt wird" getrennt gegeben.
  • Das erste Merkmal "zum berührungsfreien Bestimmen der Reaktionstemperaturen der Polymerisationsreaktion" bedeutet "berührungsfreies Bestimmen der Temperaturen des Monomers, das der Polymerisationsreaktion unterzogen wird, d.h. die Temperaturen des Monomers zu bestimmen (ebenfalls zu messen), das der Polymerisationsreaktion unterzogen wird, in indirekter Art und Weise, ohne Kontakt mit dem Monomer herzustellen. Das "Monomer", das der Polymerisationsreaktion unterzogen wird, bedeutet das "Monomer" in einer Zeitspanne vom Start bis zum Ende der Polymerisationsreaktion, bedeutet noch spezieller eine Mischung (Polymergel oder in einigen Fällen Reaktionssystem). Selbst wenn das oben definierte Monomer der Polymerisationsreaktion unterzogen wird, kann die Reaktion beispielsweise aufgrund zu niedriger Temperaturen nicht stattfinden. In diesem Fall bedeutet "das Monomer, das der Polymerisationsreaktion unterzogen wird" "hydrophiles Monomer" an sich, das das Rohmaterial des wasserabsorbierenden Polymers darstellt.
  • In der vorliegenden Erfindung sollen die Reaktionstemperaturen der Polymerisationsreaktion berührungsfrei gemessen werden, hauptsächlich, weil in dieser An und Weise die Reaktionstemperaturen ohne Unterbrechung der kontinuierlichen Polymerisation des Monomers und ohne Verringerung der Produktivität des wasserabsorbierenden Polymers gemessen werden können. Das heißt, bei der kontinuierlichen Polymerisation ist es industriell schwierig, die Temperaturbestimmungsmittel innerhalb des Reaktionssystems einzuführen oder die Temperaturbestimmungsmittel das Reaktionssystem kontaktieren zu lassen. Hinsichtlich der Polymerisationstemperatur, insbesondere für statische Polymerisation, wurde festgestellt, dass das Steuerverfahren, bezogen auf die Oberflächentemperaturen des Gels, wie gemessen, gegenüber den herkömmlichen Steuerverfahren, basierend auf den im Gel gemessenen Temperaturen, effektiver ist, um die jeweiligen Eigenschaften und die Handhabungseffizienz (Viskosität) des resultierenden wasserabsorbierenden Polymers zu verbessern.
  • Für das Verfahren des indirekten Bestimmens der Reaktionstemperatur der Polymerisationsreaktion gibt es beispielsweise das Verfahren des Bestimmens (Messens) der Temperatur in der Nähe des Monomers oder der freigesetzten Wärmemenge des Reaktionssystems durch Anordnen von Temperaturbestimmungsmitteln in der Nähe des Monomers, das der Polymerisationsreaktion unterzogen wird. Die in der vorangehenden An und Weise indirekt bestimmte Temperatur des Monomers kann zur wirklichen Temperatur des Monomers (Reaktionstemperatur der Polymerisationsreaktion) ohne weiteres umgewandelt werden, beispielsweise durch eine zuvor erhaltene Korrelation mit der Temperatur des direkt zu bestimmenden Monomers, d.h. der zu bestimmenden (zu messenden) Temperatur (beispielsweise der Oberflächentemperatur des Monomers), indem man das Thermoelementthermometer mit dem Monomer in Kontakt bringt. Beispiele von Temperaturbestimmungsmitteln umfassen: verschiedene Typen von Temperatursensoren, wie ein elektrischer Temperatursensor (Platindraht-Temperatursensor etc.), ein Bergkristall-Temperatursensor etc. oder ein Thermometer, wie ein Infrarot-Abstrahlungsthermometer etc.
  • Unter den oben beispielhaft angegebenen Temperaturbestimmungsmitteln werden wünschenswerterweise jene, die keinen getrennt vorgesehenen Umwandlungskreislauf erfordern, wie Thermometer, eingesetzt. Von den Thermometern ist ein Infrarot-Abstrahlungsthermometer zum Bestimmen der Temperatur durch Abtasten der Wärmestrahlung (Infrarotstrahlung) bevorzugt, da dies die Temperatur berührungsfrei in kurzer Zeit und unter stabilen Bedingungen, verglichen mit dem Thermometer unter Verwendung eines Wärmeleitfähigkeitselements, wie einem Thermoelement, messen kann. Hier sind für die Temperaturbestimmungsmittel jene, die Temperaturen messen können, bevorzugt, jedoch in einigen Fällen können jegliche Temperaturbestimmungsmittel, die bestimmen können, wenn die Temperatur bei oder oberhalb von vorbestimmten Temperaturen liegen oder nicht (oder bei oder unterhalb vorbestimmten Temperaturen) eingesetzt werden.
  • Das zweite Merkmal "zum Bestimmen der Reaktionstemperatur an einer Vielzahl von Stellen mit unterschiedlichem Abstand zu der Stelle, an der die Monomerlösung zugeführt wird" bedeutet insbesondere, dass die Reaktionstemperaturen der Polymerisationsreaktion an einer Vielzahl von Stellen mit unterschiedlichem Abstand zu "der Stelle, an der die Monomerlösung zugeführt wird", d.h. "zur Monomerzuführdüse (Einlassleitung)" zum Zuführen des Monomers in die Polymerisationszone (entsprechend der Polymerisationssektion oder der Polymerisationsvorrichtung) bestimmt wird. In dieser Art und Weise können die Reaktionstemperaturen im Laufe der Zeit bestimmt werden, und das Änderungsmuster der Reaktionstemperaturen kann einfach überwacht werden.
  • Mit anderen Worten, bedeutet "zum Bestimmen der Reaktionstemperatur an einer Vielzahl von Stellen mit unterschiedlichem Abstand zu einer Stelle, an der die Monomerlösung zugeführt wird" im Falle des kontinuierlichen Transports und Polymerisierens des Monomers als Rohmaterial mittels eines Transportbands oder dergleichen, die Reaktionstemperaturen an einer Vielzahl von Stellen entlang der Transportrichtung zu bestimmen. Mit noch anderen Worten, im Falle des kontinuierlichen Transports des zur Polymerisationsreaktion mit einer konstanten Geschwindigkeit zugeführten Monomers, um die jeweiligen Temperaturen der Monomeren mit verschiedenen Transportzeiten (d.h. der Zeitspanne für die Polymerisationsreaktion) zu bestimmen, im Falle vom kontinuierlichen Transport des Monomers, das bei konstanter Geschwindigkeit der Polymerisationsreaktion unterzogen wird.
  • Die Anzahl der Vielzahl von Stellen zum Bestimmen der Reaktionstemperaturen und die Intervalle zwischen diesen Punkten sind nicht besonders beschränkt, und diese können geeigneterweise entsprechend dem Typ der Polymerisationsreaktion oder der eingesetzten Herstellungsvorrichtung ausgewählt werden. Von den Reaktionstemperaturen werden wünschenswerterweise (A) die Spitzentemperatur (Reaktionstemperatur beim Polymerisations-Peak) und/oder in einigen Fällen (B) die Reaktionstemperaturen) in der zweiten Hälfte (Polymerisationsreaktion nach dem Polymerisations-Peak) überwiegend bestimmt, da diese Temperaturen die jeweiligen Eigenschaften und die Ausbeute des Endprodukts der wasserabsorbierenden Polymere mehr beeinflussen. Daher ist die Anzahl an Stellen und Intervallen zwischen diesen Punkten wünschenswerterweise so ausgewählt, dass die Bestimmung von mindestens (A), noch bevorzugter die Bestimmung von sowohl (A) als auch (B), möglich wird.
  • Die Bestimmung von (A) und (B) ist aus den folgenden Gründen wichtig. Wenn die Spitzentemperatur zu hoch liegt, treten verschiedene Probleme auf, wie eine Zunahme des Verhältnisses an unerwünschten Nebenreaktionen, eine Zunahme an löslichen Komponenten im wasserabsorbierenden Polymer, eine Verringerung der Absorptionsfähigkeit des wasserabsorbierenden Polymers unter Druck, eine Verringerung der Gelfestigkeit des wasserabsorbierenden Polymers, ein Zuwachs an unumgesetztem restlichen Monomer mit zeitlichem Verbrauch eines Initiators oder dergleichen. Wenn in ähnlicher Weise die Spitzentemperatur oder Reaktionstemperaturen) in der zweiten Hälfte der Polymerisationsreaktion zu niedrig liegen, treten ebenfalls verschiedene Probleme auf, wie unvollständige Polymerisationsreaktion, wodurch das restliche Monomer im wasserabsorbierenden Polymer anwächst, Verringerung der Handhabungseffizienz und Absorptionsfähigkeit des wasserabsorbierenden Polymers. Diese unerwartete Polymerisationsreaktion kann die jeweiligen Eigenschaften und die Ausbeute des resultierenden wasserabsorbierenden Polymers verschlechtern. Die Verschlechterung der Handhabungseffizienz bedeutet speziell beispielsweise eine Zunahme der Viskosität des wasserabsorbierenden Polymers (Wasser enthaltenden Gels), was beispielsweise die Abtrennung des Wasser enthaltenden Gels von den Transportmitteln oder ein Kneten des Wasser enthaltenden Gels, wenn granuliert und pulverisiert wird, etc. schwierig macht.
  • Der Standard zur Bestimmung, wann die Spitzentemperatur zu hoch oder zu niedrig ist, oder wenn die Reaktionstemperaturen) in der zweiten Hälfte der Polymerisationsreaktion zu niedrig liegt, kann, wie gewünscht, entsprechend dem Typ der Polymerisationsreaktion und der jeweiligen für das resultierende wasserabsorbierende Polymer als Endprodukt gewünschten Eigenschaften eingestellt werden. Es kann festgestellt werden, wenn die Polymerisationsreaktion unerwartet ist oder nicht, basierend auf dem Hauptbelastungszeitpunkt der Polymerisationsreaktion, wie Temperaturbereichen (vorbestimmten Bereichen), veranschaulicht als Kontroll-Soll oder Hauptbelastungszeitpunkt etc., in den nachfolgenden Erläuterungen für ein "Verfahren zum Kontrollieren der Polymerisationsreaktion".
  • Nach dem vorangehenden Verfahren zur Herstellung eines wasserabsorbierenden Polymers entsprechend der vorliegenden Erfindung werden die Temperaturen des Monomers, das der Polymerisationsreaktion unterzogen wird (Reaktionstemperatur der Polymerisationsreaktion) berührungsfrei an einer Vielzahl von Stellen mit unterschiedlichem Abstand zu der Stelle, an der die Monomerlösung zugeführt wird, bestimmt. Daher können die Reaktionstemperaturen im Laufe der Zeit bestimmt (gemessen) werden, und ein Änderungsmuster der Reaktionstemperaturen kann überwacht werden. Folglich kann bestimmt werden, wenn eine erwartete Polymerisationsreaktion zu einem frühen Stadium abläuft. Insbesondere durch Überwachen eines Änderungsmusters der Reaktionstemperaturen in der Nähe der Spitzentemperatur der Polymerisationsreaktion und/oder der Reaktionstemperaturen) in der zweiten Hälfte der Polymerisationsreaktion sind die Spitzentemperatur, der Zeitpunkt des Peaks der Polymerisationsreaktion (Hauptbelastungszeitpunkt) und die Temperaturen in der zweiten Hälfte der Polymerisationsreaktion ersichtlich. Folglich kann bestimmt werden, ob die Polymerisationsreaktion zu einem frühen Stadium die erwartete ist.
  • Beispielsweise in den nachfolgenden Fällen 1) bis 4) würde keine erwartete Polymerisationsreaktionen auftreten: 1) die tatsächliche Monomer-Konzentration in einer wässerigen Lösung des Monomers (Beispiel an Monomerlösung) unterscheidet sich von der erwarteten, oder die Entfernung von gelöstem Sauerstoff wird nicht bis zum erwarteten Niveau durchgeführt; 2) die Dicke der tatsächlichen wässerigen Monomerlösung, die auf das Transportband zugeführt wird, unterscheidet sich von der erwarteten Dicke, oder die anfängliche Temperatur der Monomerlösung unterscheidet sich von der erwarteten Temperatur; 3) die tatsächliche Abkühlungstemperatur oder Erwärmungstemperatur für das Monomer, das der Polymerisation unterzogen wird, ist nicht die Temperatur wie erwartet; und 4) die tatsächliche Menge des zugeführten Polymerisationsinitiators der Polymerisationsreaktion ist nicht die erwartete. Die oben veranschaulichten Bedingungen treten möglicherweise aufgrund von Problemen in der Vorrichtung zur Entfernung von gelöstem Sauerstoff, wie einem Ejektor etc., einer Kühlungsvorrichtung, einer Erwärmungsvorrichtung oder einer Vorrichtung zur Zugabe des Polymerisationsinitiators etc., auf.
  • Basierend auf den Ergebnissen der Bestimmung der Reaktionstemperaturen der Polymerisationsreaktion im Laufe der Zeit, wenn festgestellt wird, dass nicht die erwartete Polymerisationsreaktion durchgeführt wird (siehe (C) und (D) in 8), (oder eine erwartete Polymerisation nicht stattfindet), beispielsweise indem die Herstellungsanlage unmittelbar abgeschaltet wird, kann die Herstellung von minderwertigen wasserabsorbierenden Polymeren und der Verbrauch des Monomers als Rohmaterial auf ein Minimum herabgesetzt werden. Darüber hinaus durch Einbeziehen des nachfolgend erklärten Verfahrens zum Kontrollieren der Polymerisationsreaktion kann man mit dem obigen Problem fertig werden, ohne die Herstellungsanlage abzuschalten.
  • Speziell das Verfahren zur Herstellung eines absorbierenden Polymers entsprechend der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren zum Kontrollieren der Polymerisationsreaktion, basierend auf den Ergebnissen der obigen Bestimmung, einschließen, beispielsweise so dass die Spitzentemperatur der Polymerisationsreaktion und der Reaktionstemperaturen) in der zweiten Hälfte der Polymerisationsreaktion jeweils innerhalb vorbestimmter Bereiche fallen.
  • Die Spitzentemperatur und die Reaktionstemperaturen) in der zweiten Hälfte der Polymerisationsreaktion, die die erwünschten Eigenschaften und Ausbeute des wasserabsorbierenden Polymers liefern, unterscheiden sich abhängig vom Typ der Polymerisationsreaktion und den Eigenschaften, wie sie für das resultierende wasserabsorbierende Polymer als Endprodukt erwünscht sind. Jedoch liegt im allgemeinen die Spitzentemperatur bevorzugt in einem Bereich von 60 bis 120°C, bevorzugter in einem Bereich von 70 bis 105°C und noch bevorzugter in einem Bereich von 80 bis 100°C. Im allgemeinen beträgt (betragen) die Reaktionstemperaturen) in der zweiten Hälfte der Polymerisationsreaktion, insbesondere die Temperaturen nach Beendigung der Polymerisationsreaktion bevorzugt nicht weniger als 50°C, bevorzugter nicht weniger als 60°C bis zu nicht mehr als der Spitzentemperatur und noch bevorzugter in einem Bereich von 60 bis 95°C und ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 60 bis 90°C. Der obige beispielhaft genannte "vorbestimmte Bereich" bedeutet eine Reaktionstemperatur der Polymerisationsreaktion, gemessen als die Oberflächentemperatur des Monomers, das der Polymerisationsreaktion unterzo gen wird, und durch Steuern der Reaktionstemperatur, die die Solltemperatur sein soll, können die gewünschten Eigenschaften des wasserabsorbierenden Polymers und die Produktivität des resultierenden wasserabsorbierenden Polymers als Endprodukt erreicht werden.
  • In einigen Fällen wird die obige Polymerisationsreaktion für eine vorbestimmte Zeitspanne unter Kühlen durchgeführt (nachfolgend bezeichnet als die erste Polymerisationsreaktion). In diesem Fall kann die Polymerisationsreaktion basierend auf den Ergebnissen der berührungsfreien Bestimmung der Temperaturen der Polymerisationsreaktion derart gesteuert werden, dass der Peak der Polymerisationsreaktion in die vorbestimmte Zeitspanne zum Kühlen fällt. In dieser Art und Weise erscheint der Polymerisations-Peak in einem Teil der unter Kühlen durchzuführenden Polymerisationsreaktion und ein übermäßiger Anstieg der Reaktionstemperatur der Polymerisationsreaktion kann unterdrückt werden. Die obige Kühlungsbehandlung kann über die ganze Polymerisationsreaktion durchgeführt werden oder nur in der ersten Hälfte der Polymerisationsreaktion.
  • Die obige Polymerisationsreaktion kann für eine vorbestimmte Zeitspanne unter Kühlen durchgeführt werden (erste Polymerisationsreaktion) und daraufhin für eine vorbestimmte Zeitspanne unter Erwärmen (nachfolgend bezeichnet als zweite Polymerisationsreaktion). In diesem Fall kann die Polymerisationsreaktion derart gesteuert werden, dass der Peak der Polymerisationsreaktion in die vorbestimmte Zeitspanne der ersten Polymerisationsreaktion fällt, basierend auf den Ergebnissen berührungsfreier Bestimmung der Temperaturen der Polymerisationsreaktion. In dieser Art und Weise kann, zusätzlich zum Effekt des Unterdrückens eines übermäßigen Anstiegs der Reaktionstemperatur der Polymerisationsreaktion, die Verringerung der Reaktionstemperatur im Lauf der Zeit in der zweiten Hälfte der Polymerisationsreaktion sicher verhindert werden. Zwischen der beschriebenen ersten Polymerisationsreaktion und der zweiten Polymerisationsreaktion oder nach der beschriebenen ersten Polymerisationsreaktion gibt es eine Zeitspanne, in der eine Polymerisationsreaktion ohne Kühlungsbehandlung oder Erwärmungsbehandlung durchgeführt wird. Die obigen Kühlungsbedingungen und Erwärmungsbedingungen geben Bedingungen an, unter welchen das Reaktionssystem gekühlt oder erhitzt werden kann. Die zweite Hälfte der Polymerisationsreaktion kann durch Polymerisieren des Gels ohne Erhitzen oder Kühlen durchgeführt werden.
  • Wenn die Polymerisationsreaktion so gesteuert wird, dass der Peak der Polymerisationsreaktion in die erste Polymerisationsreaktion fällt, wenn der Hauptbelastungszeitpunkt zu Beginn oder am Ende der ersten Polymerisationsreaktion zu weit abweicht, kann das nachfolgende Problem auftreten. Das heißt, wenn der Peak zu Beginn der ersten Polymerisationsreaktion zu weit abweicht, tritt eine übermäßige Absenkung der Reaktionstemperatur der Polymerisationsreaktion vor Beendigung der Reaktion auf, resultierend in einer Zunahme an restlichem Monomer oder löslicher Komponente. Im Falle des Bestimmens der Reaktionstemperaturen der Polymerisationsreaktion durch die Oberflächentemperatur des Monomers, das der Polymerisationsreaktion unterzogen wird, wenn der Hauptbelastungszeitpunkt am Ende der ersten Polymerisationsreaktion zu sehr abweicht, kann der Hauptbelastungszeitpunkt der Polymerisationsreaktion des innen vorliegenden Monomers nach der ersten Polymerisationsreaktion auftreten, resultierend in Problemen des Herausplatzens von Wasser enthaltendem Gel, der Zunahme der Menge an restlichem Monomer und löslicher Komponente etc. In diesen Fällen kann die Polymerisationsreaktion durch das Verfahren des Einstellens der Kühlbedingung der Verwendungsmenge des Polymerisationsinitiators, der Menge an in der wässerigen Monomerlösung gelöstem Sauerstoff etc. gesteuert werden.
  • Wie beschrieben, entsprechend dem Verfahren zur Herstellung eines wasserabsorbierenden Polymers, einschließlich dem Schritt (C), wird die Polymerisationsreaktion beispielsweise derart gesteuert, dass die Spitzentemperatur der Polymerisationsreaktion und die Reaktionstemperaturen in der zweiten Hälfte der Polymerisationsreaktion innerhalb eines vorbestimmten Bereichs fallen, basierend auf den Reaktionstemperaturen der Polymerisationsreaktion, die berührungsfrei bestimmt werden. Weiterhin wird die Polymerisationsreaktion derart gesteuert, dass beispielsweise der Peak der Polymerisationsreaktion in der ersten Polymerisationsreaktion auftritt. Das heißt, selbst wenn bestimmt wird, dass die erwartete Polymerisationsreaktion nicht stattfindet (es gibt die Möglichkeit, dass die erwartete Polymerisationsreaktion nicht stattfindet), kann das Erreichen der erwarteten Polymerisationsreaktion ohne Abstellen der Herstellungsanlage erreicht werden.
  • Für das Verfahren des Steuerns der Polymerisationsreaktion kann beispielsweise das Verfahren des Einstellens der Menge der zugeführten Monomeren und/oder das Verfahren des Einstellens der Temperatur des Monomers eingesetzt werden.
  • Das resultierende Wasser enthaltende Gel des wasserabsorbierenden Polymers aus der Polymerisation des hydrophilen Monomers wird nachfolgend durch Transportmitel transportiert. Wünschenswerterweise umfasst dieses Verfahren des Transportierens des Wasser enthaltenden Gels in oder nach der Polymerisationsreaktion den Schritt (D) des Zuführens von Wasser zum Wasser enthaltenden Gel und/oder den Transportmitteln.
  • Noch spezieller, wenn beispielsweise das Wasser enthaltende Gel transportiert wird, während es durch die Trägerfläche der Transportmittel getragen wird, ist es bevorzugter, dass das Verfahren des Zuführens von Wasser 1) in einen Raum zwischen der Trägerfläche zum Tragen des Wasser enthaltenden Gels und/oder 2) in einem Bereich des wasserhaltigen Gels in der Nähe des von der Trägerfläche getragenen Bereichs umfasst.
  • Für die Transportmittel können jegliche Transportmittel, versehen mit einer Trägerfläche, die das Wasser enthaltende Gel kontaktiert und trägt, eingesetzt werden. Die Transportmittel können grob in zwei Typen eingeteilt werden: a) Transportmitel vom Typ mit fixierter relativer Position zum Transportieren des Wasser enthaltenden Gels, während die relative Position zwischen der Trägerfläche und dem Wasser enthaltenden Gel konstant gehalten wird, und b) Transportmittel vom Typ mit variabler relativer Position zum Transport des Wasser enthaltenden Gels, während das Wasser enthaltende Gel, bezogen auf die Trägerfläche der Transportmitel, bewegt wird. Beispiele für Transportmitel a) umfassen ein Transportband (Förderband), wie ein Endlosband etc. Beispiele von Transportmittel b) umfassen Führungswalzen, die ohne erforderliche Antriebskraft frei rotierbar sind; Rotationswalzen (Antriebswalzen) zum Drehen mit einer eingesetzten Antriebskraft; ein Walzenförderband, zusammengesetzt aus einer Vielzahl von Drehwalzen oder Führungswalzen etc. Die besonderen Effekte, wie sie durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erreicht werden, werden noch mehr geschätzt, wenn Transportmittel vom Typ b) eingesetzt werden. Hier werden axial getragene rotierbare Teile, wie Führungswalzen, Rotationswalzen etc., nachfolgend einfach als Walzen bezeichnet. Die Beispiele der obigen Trägerfläche umfassen: eine Bandoberfläche, eine Walzenoberfläche etc., die das Wasser enthaltende Gel von der Unterseite tragen; innere Flächen der Seitenwände, gebildet an beiden Seiten des Transportbands, vorgesehen in Richtung der Breite nach oder an beiden Seiten der Walze gebildete Krägen etc. Die Trägerfläche der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders beschränkt, und jede dieser mit einer flach geformten Struktur in Kontakt mit dem Wasser enthaltenden Gel etc. kann eingesetzt werden.
  • Das "Wasser" wird in a) einen Raum zwischen der Trägerfläche zum Tragen des Wasser enthaltenden Gels und des Wasser enthaltenden Gels und/oder b) mindestens einem Teil eines Bereichs des Wasser enthaltenden Gels (bevorzugt den gesamten Bereich) in der Nähe des Bereichs, der durch die Trägerfläche getragen wird, zugeführt. Folglich a) quillt das Wasser enthaltende Gel und weiterhin b) im Falle von I) oben wird eine Wasserschicht im Raum zwischen der Trägerfläche und dem Wasser enthaltenden Gel gebildet, wodurch ein Anhaften des Wasser enthaltenden Gels an der Trägerfläche verhindert wird. Darüber hinaus kann das Wasser enthaltende Gel, das einmal an der Trägerfläche anhaftet, hiervon abgelöst werden. Der Zeitpunkt des Zuführens von Wasser ist nicht besonders beschränkt, und das Wasser kann zu einem vorbestimmten Zeitpunkt, bevor das Wasser enthaltende Gel die Trägerfläche kontaktiert, oder während das Wasser enthaltende Gel sich mit der Trägerfläche in Kontakt befindet, zugeführt werden. Jedoch im Falle des Zuführens von Wasser zum Zwischenraum zwischen der Trägerfläche und dem Wasser enthaltendem Gel ist es erwünscht, dass das Wasser zuvor auf die Trägerfläche, und hierauf das Wasser enthaltende Gel aufgebracht wird.
  • Das Verfahren des Zuführens von Wasser zur Trägerfläche oder dem Wasser enthaltenden Gel ist nicht besonders beschränkt, und nicht-beschränkende Beispiele hiervon umfassen: 1) Ein Verfahren zum Sprühen von Wasser unter Verwendung eines Sprays etc., 2) ein Verfahren zum tropfenweise Zuführen von Wasser, 3) ein Verfahren zum Zuführen von Wasser zur Trägerfläche in Form von Kondensation durch Abkühlen der Trägerfläche. Noch spezieller bedeutet das Verfahren 3) eine Kondensation von Wasser (im allgemeinen Wasserdampf) durch Abkühlen der Temperatur der Trägerfläche auf oder unterhalb des Taupunkts, entweder durch a) direktes Abkühlen der Trägerfläche oder b) Einführen von kalter Luft oder kaltem Wasser auf die rückwärtige Oberfläche (innere Oberfläche) der Trägerfläche. Nur ein Typ der oben aufgelisteten Verfahren 1) bis 3) kann eingesetzt werden, oder zwei oder mehrere Verfahren können geeigneterweise kombiniert und eingesetzt werden. Das Wasser kann sowohl in kontinuierlicher An und Weise als auch chargenweise zugeführt werden.
  • Das Verfahren des Zuführens von Wasser im Fluss ist nicht ausgeschlossen. Wenn jedoch eine überschüssige Menge an Wasser in dieser Art und Weise zugeführt wird, wird die Belastung bei einer Nachbehandlung (Granulierung, Pulverisierung, Trocknen etc.) erhöht werden. Daher muss in einigen Fällen die zugeführte Wassermenge mit Rücksicht auf nachfolgend einzusetzende Verfahren eingestellt werden.
  • Zum Wasser können Additive, wie oberflächenaktive Mittel, wasserlösliche Salze oder dergleichen, funktionelles Material, wie ein Polymerisationsinitiator, Desodorierungsmittel (Desodorant), Anti-Pilzmittel, Verdicker, Gelatisierungsmittel, wenn notwendig, zugegeben werden. Ein hydrophiles organisches Lösungsmittel, wie verschiedene Typen von Alkohol, wasserlösliche Verbindungen, hydophiles Monomer (wasserlösliches ethylenisch ungesättigtes Monomer etc.) können, wenn notwendig zum Wasser zugegeben werden. Von diesen wässerigen Lösungen sind 100% Wasser oder ein Wassergehalt von nicht weniger als 99 Gew.-% bevorzugt. Die Temperatur des Wassers ist nicht besonders beschränkt, aber bevorzugt ist ein Bereich von 0 bis 80°C, noch bevorzugter ein Bereich von 5 bis 50°C.
  • Nach dem Transportverfahren des Wasser enthaltenden Gels der vorliegenden Erfindung kann die Adhäsion von Wasser enthaltendem Gel auf der Trägerfläche verhindert werden. Darüber hinaus kann das Wasser enthaltende Gel, das an die Trägerfläche anhaftet, hiervon abgelöst werden. Folglich kann beim Wasser enthaltendem Gel verhindert werden, dass es in die Transportmittel eingeschlossen wird und diese verstopfen kann, eingezogen oder eingewalzt wird, was den reibungslosen Transport des Wasser enthaltenden Gels verhindern kann. Folglich kann ein derartiges Problem, dass das Wasser enthaltende Gel abbricht oder abgeschnitten wird, wenn es gestreckt wird, verhindert werden.
  • Noch spezieller im Fall des Einsetzens von Transportmitteln vom Typ der variierenden relativen Positionierung, wie Führungswalzen, Rotationswalzen, Walzenförderbänder oder dergleichen, kann beim Wasser enthaltenden Gel verhindert werden, dass es auf der Trägerfläche der Transportfläche anhaftet. Daher kann ein derartiger Effekt, dass eine reibungslose relative Bewegung (Transport) des Wasser enthaltenden Gels, bezogen auf die Trägerfläche, erreicht wird, ohne das Problem des Mitreißens in einen Raum zwischen die Walzen, erhalten werden. Im Falle des Einsetzens von Transportmitteln vom Typ der konstanten relativen Positionierung kann beim Wasser enthaltenden Gel verhindert werden, dass es auf der Trägerfläche des Transportmittels anhaftet. Folglich kann das Wasser enthaltende Gel von der Trägerfläche leicht abgetrennt wer den, und das Wasser enthaltende Gel reibungslos zur Außenseite der Transportmittel zu Führungswalzen, Rotationswalzen, Walzenförderband etc. befördert werden.
  • Insbesondere im Fall des Durchführens einer statischen Polymerisation des hydrophilen Monomers kann die Polymerisation teilweise verzögert werden, insbesondere auf dem Oberflächenabschnitt (ein unvollständig polymerisierter Teil kann auftreten). In diesem Fall kann die Adhäsivität des unvollständig polymerisierten Bereichs auf der Oberfläche, verglichen mit dem anderen Bereich des resultierenden Wasser enthaltenden Gels, besonders hoch sein, was Adhäsion des plattenähnlichen Wasser enthaltenden Gels, wenn es aus der Band-Polymerisationsvorrichtung auf die Trägerfläche herausgeführt wird, verursacht, und einen reibungslosen Transport des Wasser enthaltenden Gels verhindert. Jedoch können entsprechend des Transportverfahrens für das Wasser enthaltende Gel der vorliegenden Erfindung die Bildung von Faktoren, die einen reibungslosen Transport behindern, verhindert/unterdrückt werden.
  • Im Falle des Durchführens der Polymerisation und darauffolgender Verarbeitung des Monomers in kontinuierlicher Art und Weise, wenn Adhäsion des Wasser enthaltenden Gels auf der Trägerfläche auftritt, kann es notwendig sein, den Betrieb der gesamten Herstellungsvorrichtung zu beenden. Das vorangehende Transportverfahren entsprechend Schritt (D) ist wirksam zur Lösung des obigen Problems.
  • Wie beschrieben, umfasst das Verfahren zur Herstellung des wasserabsorbierenden Polymers entsprechend der vorliegenden Erfindung in kontinuierlicher An und Weise mindestens einen der oben erläuterten Schritte (A) bis (D). Der Schritt (B) kann den Schritt des Einführens einer wässerigen Lösung, einschließlich eines hydrophilen Monomers, wie eines wasserlöslichen ethylenisch ungesättigten Monomers etc. umfassen, sowie nachfolgendes Auswaschen der Lösung mit Wasser. Durch Einbeziehen dieses Schrittes in den Schritt (B) können solche Effekte, dass die Erzeugung des Polymers und das Zurückhalten dieses den Monomerlösungs-Kontaktbereichen, wie verschiedenen Leitungen (entsprechend dem Monomer-Zuführweg 17 in 1), dem Ejektor, dem Aspirator, einem Mischer zum Mischen der Monomerlösung mit dem Polymerisationsinitiator, der Einführungsleitung (Monomer-Zuführdüse) etc., verhindert werden und das wasserabsorbierende Polymer kann in stabiler An und Weise in industriellem Maßstab hergestellt werden.
  • Der oben erläuterte Schritt (B) kann weiterhin den Schritt des Zuführens einer wässerigen Lösung, einschließlich eines hydrophilen Monomers, wie einer wässerigen Lösung eines ethylenisch ungesättigten Monomers, in ein Hohlgefäß, versehen mit einem Zuführanschluss, durch den die Lösung zugeführt wird, und einem Auslassanschluss, durch den die Lösung abgeführt wird, sowie den Schritt des Zuführens von Wasser zu mindestens einem Teil des Bereichs der inneren Oberfläche des Hohlgefäßes, mit dem die Lösung, die das hydrophile Monomer enthält, bei oder vor dem Zeitpunkt des Durchführens des obigen Schritts des Zuführens der Lösung in Kontakt kommt, umfassen.
  • Das obige Verfahren des Zuführens des hydrophilen Monomers in Schritt (B), kann beispielsweise eingesetzt werden im Falle des Zuführens der Lösung, enthaltend ein hydrophiles Monomer, in ein Hohlgefäß mit einer derartigen Form, dass der engste Bereich des Hohlgefäßes, der von einer Querlinie zwischen der inneren Oberfläche des Hohlgefäßes und einer horizontalen Ebene umgeben ist, auf der Ebene, die den Auslassanschluss enthält, angeordnet wird.
  • Das obige Verfahren des Zuführens des hydrophilen Monomers im Schritt (B) kann ebenfalls beispielsweise eingesetzt werden im Falle des Zuführens der Lösung, enthaltend ein hydrophiles Monomer, in ein Hohlgefäß mit einer derartigen Form, dass der engste Bereich des Hohlgefäßes, der von einer Querlinie zwischen der inneren Oberfläche des Hohlgefäßes und einer horizontalen Ebene umgeben ist, unterhalb der Ebene, die den Zuführanschluss enthält, und oberhalb einer Ebene, die den Auslassanschluss enthält, angeordnet wird.
  • Der obige Schritt (C) kann ein Teil des Verfahrens zur Herstellung des hydrophilen Monomers durch Durchführen einer statischen Polymerisation in einer kontinuierlichen Art und Weise, sein, der ein Schritt des Messens der Oberflächentemperatur des Reaktionssystems als der Reaktionstemperatur der Polymerisationsreaktion, an einer Vielzahl von Stellen mit unterschiedlichem Abstand zu der Stelle, an der die Lösung des hydrophilen Monomers zugeführt wird, ist. Die Oberflächentemperatur des Reaktionssystems kann mittels eines thermischen Infrarot-Abstrahlungsthermometers in berührungsfreier Art und Weise gemessen werden.
  • Es kann so angeordnet sein, dass die Polymerisations-Spitzentemperatur und der Hauptbelastungszeitpunkt durch Messen der Reaktionstemperaturen der Polymerisationsreaktion an einer Vielzahl von Stellen bestimmt wird, um ein wasserabsorbierendes Polymer kontinuierlich herzustellen, während die Polymerisationsreaktion, basierend auf den Ergebnissen der Bestimmung gesteuert wird. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass das hydrophile Monomer (Monomerlösung), das ein zu messendes Objekt darstellt, zu der angetriebenen Bandpolymerisationsvorrichtung zugeführt wird, die mit Mitteln zum Kühlen und/oder Erwärmen der Bandoberfläche versehen ist.
  • Das Verfahren des Transports des Wasser enthaltenden Gels des obigen Schritts (D) kann so angeordnet werden, dass Wasser zum Wasser enthaltenden Gel und/oder den Transportmitteln zugeführt wird, wenn das Wasser enthaltende Gel durch die Transportmittel transportiert wird.
  • Nach dem obigen Verfahren kann ein reibungsloser Transport des Wasser enthaltenden Gels verwirklicht werden, ohne dass dieses durch die Transportmittel eingeschlossen oder abgeschnitten wird.
  • Das Verfahren des Transports des Wasser enthaltenden Gels des obigen Schritts (D) kann durchgeführt werden, indem Wasser zum Wasser enthaltenden Gel und/oder den Walzen, vorgesehen in den Transportmitteln, beim Transport des Wasser enthaltenden Gels, während dieses durch die Walzen getragen wird, durchgeführt wird.
  • Für einen erwünschten Transport des Wasser enthaltenden Gels wird das transportierte Wasser enthaltende Gel im allgemeinen bei Temperaturen von nicht weniger als 40°C, bevorzugt in einem Bereich von 50 bis 100°C und noch bevorzugter in einem Bereich von 60 bis 90°C gehalten. Wenn die Temperatur des Wasser enthaltenden Gels zu gering ist, wäre es schwierig, dieses zu transportieren. Wenn andererseits die Temperatur des Wasser enthaltenden Gels zu hoch ist, würde das Gel sich möglicherweise verschlechtern. Obwohl das Wasser enthaltende Gel, nachdem es granuliert wurde, transportiert werden kann, wird das Wasser enthaltende Gel im Hinblick auf die Transporteffizienz transportiert, um nach außerhalb der Band-Polymerisationsvorrichtung ausgeworfen zu werden, d.h. in Form einer Platte.
  • Nach dem obigen Verfahren kann ein reibungsloser Transport des Wasser enthaltenden Gels verwirklicht werden, ohne dass es durch die Transportmittel eingeschlossen oder zerschnitten wird.
  • Weiterhin kann das Wasser enthaltende Gel transportiert werden, während das Wasser enthaltende Gel durch eine Vielzahl von Walzen transportiert wird, unabhängig davon, ob Wasser zugeführt wird oder nicht. Dieses Verfahren bietet einen derartigen Effekt, dass das Wasser enthaltende Gel durch ein einfaches Mittel mit einer Vielzahl von im Transportmittel vorgesehenen Walzen transportiert werden kann, ohne dass eine Antriebskraft von der Antriebsquelle erforderlich ist. Es ist festzuhalten, dass hier Walzen, die Antriebskraft erfordern, genauso eingesetzt werden können.
  • Der obige Schritt (D) kann durchgeführt werden, während das Wasser enthaltende Gel, das durch das Transportmittel transportiert wird, erhitzt wird. Nach diesem Verfahren kann das Wasser enthaltende Gel altern, während es transportiert wird, und somit kann die Menge an restlicher Monomerkomponente, die im Wasser enthaltenden Gel enthalten ist, verringert werden.
  • Weiterhin kann das Verfahren des Transports des Wasser enthaltenden Gels nach Schritt (D) den Schritt des Zuführens einer wässerigen Lösung in einen Raum zwischen der Trägerfläche zum Zuführen des Wasser enthaltenden Gels und dem Wasser enthaltenden Gel, wenn das Wasser enthaltende Gel bei Erhalten durch Polymerisation eines hydrophilen Monomers, wie ein wasserlösliches ethylenisch ungesättigtes Monomer, während es zur Trägerfläche der Transportmittel zugeführt wird, einschließen.
  • Das Verfahren des Transports des Wasser enthaltenden Gels von Schritt (D) kann ebenfalls so aufgebaut werden, dass es den Schritt des Zuführens von Wasser in einen Raum zwischen der Trägerfläche zum Tragen des Wasser enthaltenden Gels und dem Wasser enthaltenden Gel umfasst, sowie den Schritt des Abtrennens des Wasser enthaltenden Gels von der Trägerfläche und Transportieren dieses nach außerhalb der Transportmittel.
  • Das Verfahren des Transports des Wasser enthaltenden Gels von Schritt (D) kann ebenfalls so aufgebaut sein, dass es den Schritt des Zuführens von Wasser zu einem Bereich in der Nähe eines Bereichs, getragen durch die Trägerfläche, wenn das Wasser enthaltenden Gel transportiert wird, während es durch die Trägerfläche des Transportmittels getragen wird, einschließt, sowie den Schritt des Abtrennens des Wasser enthaltenden Gels von der Trägerfläche, und Transportieren dieses nach außerhalb der Transportmittel.
  • Das Verfahren des Transports des Wasser enthaltenden Gels von Schritt (D) kann weiterhin so aufgebaut sein, dass das Wasser enthaltende Gel transportiert wird, während es relativ zur Trägerfläche des Transportmittels bewegt wird, in einem Zustand, wo das Wasser enthaltende Gel durch die Trägerfläche getragen wird, und Wasser wird in einen Raum zwischen der Trägerfläche, die das Wasser enthaltende Gel trägt, und das Wasser enthaltende Gel zugeführt.
  • Das Verfahren des Transports des Wasser enthaltenden Gels von Schritt (D) kann weiterhin derart aufgebaut sein, dass das Wasser enthaltende Gel transportiert wird, während es relativ zur Trägerfläche der Transportmittel bewegt wird, in einem Zustand, wo das Wasser enthaltende Gel durch die Trägerfläche getragen wird, und Wasser wird um einen Teil des durch die Trägerfläche getragenen Wasser enthaltenden Gels herum zugeführt.
  • Das Verfahren des Transports des Wasser enthaltenden Gels von Schritt (D) kann weiterhin derart aufgebaut sein, dass ein Wasser enthaltendes Gel durch Durchführen einer statischen Polymerisation eines hydrophilen Monomers (wasserlösliches ethylenisch ungesättigtes Monomer etc.) auf einem Endlosband erhalten wird, während das Gel durch die Trägerfläche getragen wird, und das Verfahren umfasst den Schritt des Zuführens von Wasser in den Raum zwischen dem rückwärtigen Endbereich (Endabschnitt) des Trägers in Transportrichtung des Wasser enthaltenden Gels und dem Wasser enthaltenden Gel, sowie den Schritt des Abtrennens des Wasser enthaltenden Gels vom Endabschnitt und Transportieren dieses nach außerhalb des Endlosbandes.
  • Das Verfahren des Transports des Wasser enthaltenden Gels des Schritts (D) kann weiterhin derart aufgebaut sein, dass ein Wasser enthaltendes Gel durch Durchführen einer statischen Polymerisation eines hydrophilen Monomers (wasserlösliches ethylenisch ungesättigtes Monomer etc.) auf einem Endlosband erhalten wird, während das Gel auf der Trägerfläche getragen wird, und das Verfahren den Schritt des Zuführens von Wasser zu einem Teil des Wasser enthaltenden Gels am rückwärtigen Endbereich in Transportrichtung des Wasser enthaltenden Gels, sowie den Schritt des Abtrennens des Wasser enthaltenden Gels vom Endlosband und Transportieren dieses nach außerhalb des Endlosbandes, umfaßt.
  • Das Wasser enthaltende Gel, resultierend aus der vorangehenden Polymerisationsreaktion, wird einem Trocknungsverfahren unterzogen, und für jedes dieser Trocknungsverfahren wird das Wasser enthaltende Gel gemahlen, um ein granuläres Wasser enthaltendes Gel (granuläres Gel) mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser im Bereich von 1 bis 10 mm zu sein. Für das Vermahlen des Gels kann jede Vorrichtung eingesetzt werden, vorausgesetzt, dass sie das Wasser enthaltende Gel in Form eines Blocks oder Blatts in Granulate vorbestimmter Größe granulieren kann. Beispiele einer derartigen Vorrichtung umfassen: einen Fleischwolf (erhältlich von Hiraga Kosakusho Co., Ltd.), einen Kneter, eine Grob-Zerkleinerungsmaschine (eine Schneidmühle, ein Schnitzelzerkleinerer etc.), eine Längsschneidemaschine mit Schneidemesser etc.
  • Um das granulierte Gel zu trocknen, kann ein im allgemeinen verwendeter Trockner oder Ofen eingesetzt werden, nicht-beschränkende Beispiele hiervon umfassen: einen Dünnschichttrockner, einen Rotationstrockner, einen Scheibentrockner, einen Fließbetttrockner, einen Schnelltrockner, einen Infrarottrockner etc. Im allgemeinen liegt die Trocknungstemperatur für diese Trocknungsbehandlung bevorzugt in einem Bereich von 40 bis 250°C, bevorzugter in einem Bereich von 90 bis 200°C und noch bevorzugter in einem Bereich von 120 bis 180°C. Die Trocknungszeit liegt bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 180 Minuten und bevorzugter im Bereich von 10 bis 120 Minuten. Das resultierende getrocknete Produkt aus dem obigen Trocknungsverfahren enthält feste Komponenten (erhalten beispielsweise unter Bedingungen von 180°C für 3 Stunden) im allgemeinen im Bereich von 70 bis 100 Gew.-%, bevorzugter in einem Bereich von 80 bis 98 Gew.-% und noch bevorzugter in einem Bereich von 90 bis 97 Gew.-%.
  • Das resultierende getrocknete Produkt kann ohne weitere Behandlung als wasserabsorbierendes Harz verwendet werden. Es kann jedoch einer weiteren Behandlung, wie einem Vermahlen mit Klassifizieren der wasserabsorbierenden Polymerteilchen einer vorbestimmten Größe, unterzogen werden. In diesem Fall liegt die Teilchengröße im allgemeinen in einem Bereich von 10 μm bis 5 mm und bevorzugter in einem Bereich von 100 μm bis 1 mm. Der durchschnittliche Teilchendurchmesser unterscheidet sich abhängig vom beabsichtigen Gebrauch der Polymerteilchen, liegt aber im allgemeinen in einem Bereich von 100 bis 1000 μm, bevorzugter in einem Bereich von 150 bis 800 μm und noch bevorzugter in einem Bereich von 200 bis 700 μm. Der Gehalt an feinen Pulvern von nicht mehr als 150 μm beträgt bevorzugt nicht mehr als 10 Gew.-% und bevorzugter nicht mehr als 5 Gew.-%.
  • Die wasserabsorbierenden Polymerteilchen können einer weiteren Behandlung unterzogen werden, um einen Bereich um die Oberfläche herum zu vernetzen. In dieser Art und Weise kann ein wasserabsorbierendes Polymer mit einer hohen Absorptionsfähigkeit unter Belastung erhalten werden. Für diese Oberflächenvernetzungsbehandlung können Vernetzungsmittel, die mit einer funktionellen Gruppe reaktiv sind, wie einer Carboxylgruppe des wasserabsorbierenden Polymers eingesetzt werden, und Beispiele von für diesen Zweck einzusetzende bekannte Vernetzungsmittel sind nachfolgend aufgelistet.
  • Beispiele von derartigen Oberflächenvernetzungsmitteln umfassen: mehrwertige Alkohole, wie Ethylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, Propylenglykol, Glycerol etc.; Alkylencarbonatverbindungen, wie Ethylencarbonat und Propylencarbonat; mehrwertige Epoxyverbindungen, wie (Poly)ethylenglykoldiglycidylether; mehrwertige Aminverbindungen, wie Ethylendiamin und Polyethylenimin; mehrwertige Metallverbindungen, wie Aluminiumsulfat, Aluminium(poly)chlorid etc.
  • Die Verwendungsmenge des oberflächenvernetzenden Mittels liegt bevorzugt in einem Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile an wasserabsorbierendem Polymer und bevorzugter in einem Bereich von 0,5 bis 5 Gew.-Teile. Für die Erwärmungsbehandlung für die Umsetzung des wasserabsorbierenden Polymers mit dem Oberflächenvernetzungsmittel können im allgemeinen verwendete Trockner oder Öfen eingesetzt werden, nicht-beschränkende Beispiele hiervon umfassen: einen Dünnschichttrockner, einen Rotationstrockner, einen Scheibentrockner, einen Fließbetttrockner, einen Schnelltrockner, einen Infrarottrockner etc. Die Trocknungstemperatur für diese Trocknungsbehandlung liegt bevorzugt in einem Bereich von 40 bis 260°C, bevorzugter in einem Bereich von 100 bis 240°C und noch bevorzugter in einem Bereich von 150 bis 220°C. Die Trocknungszeit liegt bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 180 Minuten und bevorzugter in einem Bereich von 10 bis 60 Minuten. Das resultierende getrocknete Produkt aus der obigen Trocknungsbehandlung enthält Feststoffkomponenten im allgemeinen in einem Bereich von 10 bis 60 Gew.-%.
  • Zum resultierenden wasserabsorbierenden Polymer der vorliegenden Erfindung können ein Desodorant, ein Parfum, verschiedene anorganische Pulver, Antischaummittel, Pigmente, Farbstoffe, hydrophile kurze Fasern, Weichmacher, adhäsive Mittel, oberflächenaktive Mittel, Düngemittel, oxidierende Mittel, reduzierende Mittel, Gelatbildner, Wasser, Salze etc. zugegeben werden, um dem wasserabsorbierenden Polymer zusätzliche Funktionen zu verleihen.
  • Die resultierenden wasserabsorbierenden Polymere aus dem vorangehenden Verfahren zeigen ausgezeichnete Eigenschaften unter stabilen Bedingungen, und das vorangehende Verfahren ermöglicht, dass derartige wasserabsorbierende Polymere in kontinuierlicher Art und Weise hergestellt werden. Daher werden aus dem vorangehenden Verfahren resultierende wasserabsorbierende Polymere in geeigneter Weise für Sanitärmaterialien, wie Papierwindeln, Sanitärwindeln etc. eingesetzt.
  • VORRICHTUNG 1 ZUR HERSTELLUNG DES WASSERABSORBIERENDEN POLYMERS
  • Ein Beispiel von Vorrichtungen, die es ermöglichen, ein wasserabsorbierendes Polymer, einschließlich mindestens einem der Schritte A bis D in einer kontinuierlichen Art und Weise herzustellen, ist in 1 gezeigt.
  • Diese Vorrichtung ist mit Mitteln zur Ausführung des Schritts (A) versehen. Speziell umfasst die in 1 gezeigte Herstellungsvorrichtung die Gaszuführmittel zum kontinuierlichen Zuführen von Inertgas zu der hydrophiles Monomer enthaltenden Lösung, sowie eine Polymerisationssektion zur kontinuierlichen Polymerisation des hydrophilen Monomers, und umfasst Gasentfernungsmittel zum Entfernen des zur Lösung zugeführten Inertgases. Das heißt, die beschriebene Herstellungsvorrichtung erlaubt, das wasserabsorbierende Polymer kontinuierlich mit einer verringerten Menge an (oder ohne) restlichen Blasen, verglichen mit jenen durch eine herkömmliche Vorrichtung, durch Entfernen von in der wässerigen Lösung enthaltenem Inertgas, durch die Gasentfernungsmittel, herzustellen.
  • Diese Vorrichtung ist mit Mitteln zum Ausführen des Schritts (C) versehen. Speziell ist es eine Herstellungsvorrichtung für das wasserabsorbierende Polymer, die eine Polymerisationszone zum kontinuierlichen Polymerisieren eines Monomers (hydrophiles Monomer), das einer Polymerisationsreaktion unterzogen wird, aufweist, worin Temperatur-Bestimmungsmittel zum berührungsfreien Bestimmen von Temperaturen von Monomeren, die zur Polymerisationsreaktion zugeführt werden, an einer Vielzahl von Stellen mit unterschiedlichem Abstand zu der Stelle, an der die Monomerlösung zugeführt wird, vorgesehen sind. Mit anderen Worten, erlaubt die Herstellungsvorrichtung die Reaktionstemperatur der Polymerisationsreaktion berührungsfrei an einer Vielzahl von Stellen mit unterschiedlichem Abstand zu der Stelle, an der die Monomerlösung zugeführt wird, zu bestimmen.
  • Wie in 1 gezeigt, umfasst die obige Herstellungsvorrichtung einen Monomertank 11 zum Lagern eines Monomers als Rohmaterial des wasserabsorbierenden Polymers, einen Ejektor (Gaszuführmittel) 12 zum Zuführen von Inertgas, einen Initiatortank 13 zum Lagern des Oxidationsinitiators, den Reduktionsmitteltank 14 zum Lagern des Reduktionsmittels, eine Mischungssäule 15 (die ebenfalls als Zyklonraum (Gasentfernungsmittel) dient) und ein Transportband (Transportmittel) 16 zum kontinuierlichen Transport des in die Polymerisationsvorrichtung 18 durch einen Anschluss einer Düse 15a, die in der Mischungssäule 15 vorgesehen ist, zugeführten Monomers in einer Transportrichtung und weiterhin umfassend eine Vielzahl von Infrarot-Abstrahlungsthermometern T1 bis T6, die als eine Vielzahl von Temperaturbestimmungsmittel 27 auf der oberen Wand der Polymerisationsvorrichtung 18 dienen. In der in 1 gezeigten Herstellungsvorrichtung bezeichnet die Polymerisationszone die gesamte Zone, wo die Polymerisationsreaktion stattfindet, noch spezieller bezeichnet sie die Polymerisationsvorrichtung 18. Die Mischungssäule 15 funktioniert ebenfalls wie die Monomereinführungsdüse (Einlassleitung) zum Einfüllen des Monomers in die Polymerisationsvorrichtung 18.
  • Im Monomertank 11 wird das Monomer gelagert, beispielsweise in Form einer wässerigen Lösung (nachfolgend bezeichnet als wässerige Lösung) und nachdem der gelöste Sauerstoff durch Inertgas, das vom Ejektor 12 zugeführt wird, entfernt wurde, wird die wässerige Monomerlösung in die Mischungssäule 15 über den Monomerzuführungsweg 17 eingeführt.
  • Die An an Inertgas zur Verwendung bei der Entfernung des in der wässerigen Monomerlösung gelösten Sauerstoffs ist nicht besonders beschränkt, aber bevorzugte Beispiele des Inertgases umfassen solche wie Stickstoffgas, Argongas, Heliumgas etc. Das Verfahren des Entfernens von in der wässerigen Monomerlösung gelöstem Sauerstoff ist nicht besonders beschränkt, und beispielsweise kann ein Verfahren des Einführens von Inertgas mittels eines Aspirators anstelle des Ejektors 12 oder des Verfahrens des Entgasens unter reduziertem Druck eingesetzt werden. Auch können diese Verfahren jeweils mit bekannten Verfahren zur Entfernung von gelöstem Sauerstoff kombiniert werden. Weiterhin kann die Entfernung des im Monomer gelösten Sauerstoffs im Monomertank 11 durchgeführt werden.
  • Wie in 2 gezeigt, umfasst die Mischungssäule 15 den ersten Mischungsabschnitt (der ebenfalls als Zyklonraum dient, worin die wässerige Monomerlösung im Zyklonraum entlang einer Spirallinie 15b fließt, und 2) den zweiten Mischungsabschnitt, der dem ersten Mischungsabschnitt folgt. Der erste Mischungsabschnitt ist beispielsweise eine Kombination einer zylinderförmig geformten inneren Oberfläche und einer abgeschnittenen kegelförmigen inneren Oberfläche und weist einen reduzierten Querschnitt in Richtung des Bodens auf. Der zweite Mischungsabschnitt, weist beispielsweise eine kapillare Form mit konstantem Querschnitt auf.
  • Im ersten Mischungsabschnitt fließt die wässerige Monomerlösung, die durch den Monomerzuführungsweg 17 zugeführt wird entlang der Linie 15b, und ein zirkulierender Fluss der wässerigen Monomerlösung wird erzeugt. Folglich können Inertgasblasen aus der wässerigen Monomerlösung entfernt (entgast) werden. Ferner wird zusammen mit dem beschriebenen Inertgas-Entfernungsvorgang die Monomerlösung mit dem Oxidationsinitiator, wie NaPs etc., zugeführt über den Initiator-Zuführweg 13a, gemischt.
  • Die wässerige Monomerlösung wird nach Entfernen von Inertgas hieraus und Mischen mit dem Oxidationsinitiator etc. nachfolgend in den zweiten Mischungsabschnitt eingeführt. Im zweiten Mischungsabschnitt wird ein Reduktionsmittel, wie beispielsweise L-Ascorbinsäure (L-A) etc. zugeführt und in der Anlage mit der wässerigen Monomerlösung durch den Reduktionsmittel-Zuführweg 14a gemischt. Folglich werden das Monomer, der Oxidationsinitiator und das Reduktionsmittel gemischt. Hier wird die Polymerisationsreaktion in der Polymerisationszone initiiert.
  • Im Falle des Einsetzens eines Redox-Initiators, einschließlich des oben erwähnten Oxidationsinitiators und des Reduktionsmittels, kann dies derart durchgeführt werden, dass das Zuführen und Mischen des Reduktionsmittels im ersten Mischungsabschnitt durchgeführt wird, und das Zuführen und Mischen des Oxidationsinitiators in der Anlage im zweiten Mischungsabschnitt durchgeführt wird. Der Redox-Initiator funktioniert nur, wenn dieser mit dem Oxidationsinitiator und dem Reduktionsmittel kombiniert wird. Daher kann durch ein derartiges Vorgehen, das entweder eines von dem Oxidationsinitiator und dem Reduktionsmittel im Zyklonraum (erster Mischungsabschnitt) gemischt wird, und der andere Bestandteil in einem Raum (zweiter Mischungsabschnitt) zwischen dem Zyklonraum und der Polymerisationsvorrichtung 18 zugemischt wird, wobei der Startzeitpunkt der Polymerisationsreaktion wie gewünscht eingestellt werden kann.
  • Im Falle des Einsetzens eines Polymerisationsinitiators von beispielsweise i) einem Redox-Initiator als Kombination aus Persulfat, Wasserstoffperoxid und L-Ascorbinsäure, und ii) einem Azo-Initiator als thermisch zersetzbarem Initiator (beispielsweise V-50; Handelsmarke von WAKO PURE CHEMICAL INDUSTRIES, LTD.) ist es bevorzugter, derart vorzugehen, dass der Oxidationsinitiator (Persulfat, Wasserstoffperoxid) und der thermisch zersetzbare Initiator (Azo-Initiator) mit der wässerigen Monomerlösung im ersten Mischungsabschnitt gemischt werden, und das Reduktionsmittel (L-Ascorbinsäure) mit der wässerigen Monomerlösung im zweiten Mischungsabschnitt gemischt wird. Durch Mischen dieser vier Komponenten mit der wässerigen Monomerlösung kann ein derartiges Problem, dass die Polymerisationsreaktion im ersten Mischungsabschnitt, der als Zyklonraum dient, initiiert wird, verhindert werden.
  • Mit anderen Worten, im Falle des Mischens des Redox-Initiators und des thermisch zersetzbaren Initiators mit der wässerigen Monomerlösung in einer kontinuierlichen Art und Weise ist es bevorzugter derart vorzugehen, dass der Oxidationsinitiator und der thermisch zersetzbare Initiator mit der wässerigen Monomerlösung im ersten Mischungsabschnitt gemischt werden, und daraufhin das Reduktionsmittel mit diesen in einem Raum (zweiter Mischungsabschnitt) zwischen dem ersten Mischungsabschnitt und der Polymerisationsvorrichtung 18 gemischt wird. Der Oxidationsinitiator, das Reduktionsmittel und der thermisch zersetzbare Initiator können in der Vorrichtung mit der wässerigen Monomerlösung jeweils vermischt werden. Auch in diesem Fall ist es bevorzugt, dass das Reduktionsmittel als letztes zugemischt wird (bevorzugter zu einem Zeitpunkt direkt vor Erreichen der Polymerisationsvorrichtung 18). Insbesondere im Falle des Einsetzens von Persulfat (Oxidationsinitiator), Wasserstoffperoxid (Oxidationsinitiator), L-Ascorbinsäure (Salz) (Reduktionsmittel) und 2,2'-Azobis-(2-amidinopropan)dihydrochlorid (Azo-Initiator), kann das wasserabsorbierende Polymer durch Einsetzen des obigen Mischungsverfahrens leicht in einer kontinuierlichen Art und Weise im industriellen Maßstab hergestellt werden.
  • Die Temperatur der wässerigen Monomerlösung ist nicht besonders beschränkt, liegt aber bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 40°C, direkt bevor die Polymerisationsreaktion startet, bevorzugter in einem Bereich von 15 bis 25°C und noch bevorzugter in einem Bereich von 15 bis 20°C. Solange die Temperatur der wässerigen Lösung des Monomers nicht weniger als 10°C beträgt, wird eine Polymerisationsreaktion sicher initiiert und die Induktionszeitspanne bis zum Start der Polymerisationsreaktion wäre nicht zu lang. Darüber hinaus, wenn die Temperatur nicht mehr als 40°C beträgt, kann die durch die Polymerisationsreaktion erzeugte Wärme leicht entfernt werden, und ein Siedeverzug in der Polymerisationsreaktion, eine Zunahme der löslichen Komponenten (lösliches Polymer), enthalten in dem resultierenden wasserabsorbierenden Polymeren, und eine Verringerung der Gelfestigkeit des wasserabsorbierenden Polymers können verhindert werden. Zusätzlich kann ein derartiges Problem, dass die Polymerisationsreaktion abrupt fortschreitet, verhindert werden, was sicherlich ein derartiges Problem verhindert, dass der Oxidationsinitiator und das Reduktionsmittel zur gleichen Zeit verbraucht werden, und eine große Menge an Monomeren als restliche Monomeren unumgesetzt zurückbleibt.
  • Die in die Mischungssäule 15, die ebenfalls als Monomer-Zuführungsdüse dient, eingeführte wässerige Monomerlösung wird daraufhin auf die obere Oberfläche des Transportbandes 16, das in der Polymerisationsvorrichtung 18 vorgesehen ist, über den Düsenanschluss 15a zugeführt.
  • Der Düsenanschluss 15a an einem Ende der Mischungssäule 15 ist in Transportrichtung der wässerigen Monomerlösung des Transportbandes 16 gebogen. Der Grund für diese gebogene Struktur ist 1) eine reibungslose Zuführung der wässerigen Monomerlösung auf die obere Oberfläche des Transportbandes 16, und 2) das Zuführen einer konstanten Menge der wässerigen Monomerlösung auf die obere Oberfläche des Transportbandes 16. Jedoch ist das Transportband der vorliegenden Erfindung nicht besonders beschränkt auf diese gebogene Struktur. Die Zuführmenge (Einspeisungsmenge: entsprechend einer Lösungsdicke im Falle einer konstanten Breite des Düsenanschlusses 15a) der zur oberen Oberfläche des Transportbandes 16 zuzuführenden wässerigen Monomerlösung ist nicht besonders beschränkt.
  • Das Transportband 16 ist ein Förderband, das durch Antriebsachsen 20 getragen und angetrieben wird, die sich mit konstanter Transportgeschwindigkeit in derselben Richtung drehen. Das Transportband 16 ist mit einer darauf vorgesehen Haube 41 abgedeckt und ist mit Stickstoff ersetzt. Zusätzlich wird ein vorbestimmter Bereich auf der Vorderseite in Transportrichtung (Kühlungszone 18a) der oberen Oberfläche des Transportbandes 16 abgekühlt, während ein vorbestimmter Bereich auf der rückwärtigen Seite in Transportrichtung (Erwärmungszone 18b) erhitzt wird. Hier werden "Erhitzen" und "Abkühlen" bezogen auf die Temperatur des Reaktionssystems bestimmt.
  • Das Verfahren des Abkühlens/Erhitzens der oberen Oberfläche des Transportbandes 16 ist nicht besonders beschränkt, und beispielsweise kann das Verfahren des Abkühlens/Erhitzens der oberen Oberfläche von der rückwärtigen Oberflächenseite mittels Abkühlungs/Erwärmungsvorrichtungen oder das Verfahren des Abkühlens/Erwärmens der oberen Oberfläche von der rückwärtigen Oberfläche mittels einer Kühlwasserdusche/Heißwasserdusche eingesetzt werden. Beim Einsetzen des Verfahrens des Kühlens der oberen Oberfläche der rückwärtigen Seite durch eine Kühlwasserdusche ist die Temperatur des Kühlwassers nicht besonders beschränkt, liegt aber bevorzugt in einem Bereich von 0 bis 30°C. Beim Einsetzen des Verfahrens des Erhitzens der oberen Oberfläche von der rückwärtigen Seite mittels einer Heißwasserdusche oder eines Heizgeräts ist die Temperatur nach der Erwärmungsbehandlung nicht besonders beschränkt, beträgt aber bevorzugt nicht weniger als 50°C und noch bevorzugter nicht weniger als 60°C.
  • Das auf die obere Oberfläche des Transportbandes 16 über dem Düsenanschluss 15a zugeführte (zugegebene) Monomer wird einer statischen Polymerisation auf der oberen Oberfläche unterzogen, die in einer kontinuierlichen Art und Weise durchzuführen ist. Die Polymerisationsreaktion auf der oberen Oberfläche des Transportbandes 16 wird in der Kühlungszone 18a unter Kühlen für eine vorbestimmte Zeit (erste Polymerisationsreaktion) durchgeführt und wird in der Erwärmungszone 18b unter Erhitzen für eine vorbestimmte Zeit (zweite Polymerisationsreaktion) durchgeführt. Folglich wird die wässerige Monomerlösung, die der Polymerisationsreaktion unterzogen wird, durch das Transportband 16 in die Polymerisationsvorrichtung 18 transportiert, und eine Polymerisation wird zunächst durchgeführt, während ein übermäßiger Anstieg der Re aktionstemperatur unterdrückt wird. Daraufhin wird das Polymerisations- und Alterungsverfahren durchgeführt, während eine übermäßige Verringerung der Reaktionstemperatur unterdrückt wird, wodurch ein Wasser enthaltendes Gel (ein Typ von wasserabsorbierendem Polymer) 19 hergestellt wird.
  • Die obige Polymerisationsreaktion, d.h. die erste Polymerisationsreaktion und die zweite Polymerisationsreaktion werden durchgeführt, während die Temperaturen mittels einer Vielzahl von Infrarot-Abstrahlungsthermometern T1 bis T6, vorgesehen an der oberen Wand der Polymerisationsvorrichtung 18, gemessen werden, und in dieser Art und Weise die Reaktionstemperatur berührungsfrei gemessen werden kann. Wie in 1 gezeigt, werden die Infrarot-Abstrahlungsthermometer T1 bis T6 zum Messen der Reaktionstemperaturen an einer Vielzahl von Stellen mit unterschiedlichem Abstand entlang der Transportrichtung des Monomers vorgesehen. Folglich können die Reaktionstemperaturen im Laufe der Zeit gemessen werden, und das Änderungsmuster kann einfach überwacht werden.
  • Bei der Herstellungsvorrichtung ist es bevorzugt, die Oberflächentemperatur des Reaktionssystems (Temperatur der Oberfläche an der Seite, abgewandt von der rückwärtigen Seite des Transportbandes 16) als Reaktionstemperatur der Polymerisationsreaktion aus den nachfolgend erläuterten Gründen zu bestimmen. Das heißt, im Falle, wo die Herstellungsvorrichtung die Kühlungszone 18a und die Erwärmungszone 18b aufweist, zeigt das Reaktionssystem eine Temperaturverteilung in Richtung seiner Dicke. Speziell für die Polymerisationsreaktion in der Kühlungszone 18a wird die Wärmeentfernung in einem Abschnitt in der Nähe des Transportbandes 16 des Reaktionssystems ausreichend durchgeführt, und somit wird die Reaktionstemperatur (nachfolgend bezeichnet als Innentemperatur) abgesenkt, verglichen mit der Oberflächentemperatur des Reaktionssystems. Daher, im Falle des Bestimmens der Innentemperatur als Reaktionstemperatur der Polymerisationsreaktion, wenn das Reaktionssystem beispielsweise zur Erwärmungszone 18b transportiert wird, kann die Oberflächentemperatur, ohne dass es auffällt, den vorbestimmten Bereich verlassen.
  • Von den Reaktionstemperaturen werden wünschenswerterweise vorwiegend A) die Spitzentemperatur und B) die Reaktionstemperatur (a) in der zweiten Hälfte der Polymerisationsreaktion bestimmt, da diese Temperaturen verschiedene Eigenschaften sowie die Ausbeute des Endprodukts der wasserabsorbierenden Polymere beeinträchtigen. Gemäß der Herstellungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung könnte, da die Erwärmungszone 18b unter normalen Bedingungen die Reaktionstemperatur in der zweiten Hälfte der Polymerisationsreaktion nicht unterhalb der vorbestimmten Temperatur fallen läßt, und somit die Messung der Temperatur B) weggelassen werden kann. Jedoch kann möglicherweise eine Beschädigung eines Heizgeräts etc., das in der Erwärmungszone 18b vorgesehen ist, auftreten. Angesichts des Vorangehenden werden Infrarot-Abstrahlungsthermometer T1 bis T6 derart vorgesehen, dass sie die Messung von mindestens A) und bevorzugter die Messungen von sowohl A) als auch B) erlauben. In einigen Fällen kann das Temperaturbestimmungsmittel 27 in der Mischungssäule 15 vorgesehen werden. Die Anzahl an Infrarot-Abstrahlungsthermometern und deren Installationsintervalle sind nicht besonders beschränkt.
  • Gemäß dem Herstellungsverfahren des in 1 gezeigten wasserabsorbierenden Polymers mittels der Infrarot-Abstrahlungsthermometer T1 bis T6 wird die Temperatur des Monomers, das der Polymerisationsreaktion unterzogen wird (Reaktionstemperatur der Polymerisationsreaktion) berührungsfrei bestimmt (gemessen) an einer Vielzahl von Stellen mit unterschiedlichem Abstand zu der Stelle, an der die Monomerlösung zugeführt wird. Daher kann durch Messen der Reaktionstemperaturen im Laufe der Zeit und Überwachen des Änderungsmusters in einem frühen Stadium bestimmt werden, ob die erwartete Polymerisationsreaktion durchgeführt wird oder nicht. Insbesondere durch Überwachen der Temperaturen um die Spitzentemperatur herum und die Änderungen im Muster der Reaktionstemperaturen) in der zweiten Hälfte der Polymerisationsreaktion kann in einem frühen Stadium bestimmt werden, ob die erwartete Polymerisation durchgeführt wird oder nicht.
  • Als Folge der Messung der Reaktionstemperatur der Polymerisationsreaktion im Laufe der Zeit, wenn festgestellt wird, dass eine erwartete Polymerisationsreaktion nicht durchgeführt wird (oder eine erwartete Polymerisation nicht stattfindet), beispielsweise indem die Herstellungsanlage unmittelbar abbricht, kann die Herstellung von minderwertigen wasserabsorbierenden Polymeren und der Verbrauch des Monomers als Rohmaterial auf ein Minimum herabgesetzt werden. Darüber hinaus kann durch Einbeziehen des nachfolgend erläuterten Verfahrens des Steuerns der Polymerisationsreaktion das obige Problem ohne Abschalten der Herstellungsanlage bewältigt werden.
  • Wenn festgestellt wird, dass eine erwartete Polymerisationsreaktion nicht durchgeführt wird (oder eine erwartete Polymerisation nicht stattfindet), wird die Polymerisationsreaktion beispielsweise in der nachfolgenden Art und Weise gesteuert. Das heißt basierend auf den Ergebnissen der berührungsfreien Messung der Reaktionstemperatur wird die Polymerisationsreaktion beispielsweise derart gesteuert, dass a) die Spitzentemperatur der Polymerisationsreaktion in den vorbestimmten Bereich fällt, b) die Reaktionstemperaturen) in der zweiten Hälfte der Polymerisationsreaktion in einen vorbestimmten Bereich fallen und c) ein Peak der Polymerisationsreaktion in der ersten Polymerisationsreaktion auftritt. Durch Steuern der Polymerisationsreaktion, um die Bedingung a) zu erfüllen, kann ein übermäßiger Anstieg oder Abfall der Reaktionstemperatur der Polymerisationsreaktion unterdrückt werden. Durch Steuern der Polymerisationsreaktion, um die Bedingung b) zu erfüllen, kann ein übermäßiger Abfall der Reaktionstemperatur in der zweiten Hälfte der Polymerisationsreaktion kontrolliert werden. Weiterhin kann durch Steuern der Polymerisationsreaktion, um die Bedingung c) zu erfüllen, ein übermäßiger Anstieg der Reaktionstemperatur der Polymerisationsreaktion unterdrückt werden.
  • Speziell kann die Polymerisationsreaktion gesteuert werden beispielsweise, indem die Menge an zugeführtem Monomer eingestellt wird und/oder die Temperaturen des Monomers eingestellt werden. Das Verfahren des Einstellens der Menge des zugeführten Monomers ist nicht besonders beschränkt. Jedoch bezeichnet ein derartiges spezielles Verfahren beispielsweise ein Verfahren des Einstellens der Menge des auf die obere Oberfläche des Transportbands 16 zuzuführenden Monomers (die Dicke einer wässerigen Monomerlösung) durch Einstellen eines Abstands zwischen dem Düsenanschluss 18a und dem Transportband 16 (Düsenhöhe), die Transportgeschwindigkeit des Transportbands 16, die Zuführgeschwindigkeit einer wässerigen Monomerlösung zur Mischungssäule 15 aus dem Monomertank 11, oder ein Verfahren zum Einstellen der Menge des zur oberen Oberfläche des Transportbandes 16 zuzuführenden Monomers (Dicke der wässerigen Monomerlösung wird konstant gehalten) durch Einstellen der Konzentration der wässerigen Monomerlösung. Durch Einstellen der Menge des zur oberen Oberfläche des Transportbandes 16 zugeführten Monomers kann die Geschwindigkeit der Polymerisationsreaktion eingestellt werden. Darüber hinaus kann durch Einstellen der Dicke der wässerigen Monomerlösung die freigesetzte Wärmemenge eingestellt werden. Folglich kann ein Änderungsmuster der Reaktionstemperaturen ohne Abschalten der Herstellungsanlage eingestellt werden, und die unerwartete Polymerisationsreaktion kann in eine erwartete überführt werden.
  • Das Verfahren des "Einstellens der Temperatur des Monomers" ist nicht besonders beschränkt, aber speziell bedeutet es das Verfahren des Einstellens der Temperatur des Monomers als Rohmaterial und/oder der Temperatur des zur Polymerisationsreaktion zugeführten Monomers, wobei Beispiele hiervon umfassen: Das Verfahren des Abkühlens oder Erhitzens des Monomers vor dem Lagern des Monomers im Tank 11; das Verfahren des Abkühlens oder Erwärmens des Monomertanks 11 oder der Mischungssäule 15, das Verfahren des Einstellens einer festgesetzten Temperatur der Kühlungszone 18a und/oder der Erwärmungszone 18b, das Verfahren des Abfangens von latenter Wärme des Monomers durch Einführen (Sprühen) von Stickstoffgas oder dergleichen zum Monomer als Rohmaterial und/oder dem Monomer, das der Polymerisationsreaktion unterzogen wird, etc. Folglich können Änderungen im Muster der Reaktionstemperatur ohne Abschalten der Herstellungsanlage eingestellt werden, und die unerwartete Polymerisationsreaktion kann in eine erwartete überführt werden.
  • Nur ein Typ der oben aufgelisteten Verfahren zum Steuern einer Polymerisationsreaktion kann eingesetzt werden, oder zwei oder mehrere Verfahren können geeigneterweise kombiniert und eingesetzt werden. Im Falle des Einsetzens des Polymerisationsinitiators kann die Polymerisationsreaktion auch gesteuert werden durch Einstellen der zugeführten Menge an Polymerisationsinitiator. Weiterhin kann eine derartige Steuerung der Polymerisationsreaktion ebenfalls durchgeführt werden, indem die Menge an restlichem in der Monomerlösung gelöstem Sauerstoff eingestellt wird. Noch spezieller, im Falle des Entfernens von in der Monomerlösung gelöstem Sauerstoff durch Einführen von Inertgas, wie Stickstoffgas oder Argongas, zur Monomerlö sung, wobei die Polymerisationsreaktion einfach gesteuert werden kann, indem die Menge an zugeführtem Inertgas zur wässerigen Monomerlösung geeigneterweise eingestellt wird.
  • Das Gasentfernungsmittel zum Entfernen des in die Monomerlösung eingeführten Inertgases ist nicht notwendigerweise der Zyklonraum. Beispielsweise kann eine Ultraschall-Erzeugungsvorrichtung, vorgesehen im Monomer-Zuführungsweg 17, der vom Ejektor 12 zur Mischungssäule 15 reicht, als Gasentfernungsmittel eingesetzt werden. Alternativ, wie in 3 gezeigt, kann ein Ultraschall-Abstrahlungseinheit 24, das darin eine Ultraschall-Erzeugungsvorrichtung (Gasentfernungsmittel) bereithält, vorgesehen im Monomer-Zuführungsweg 17, der vom Ejektor 12 zur Mischungssäule 15 reicht, eingesetzt werden. Dieser kann hier derart angeordnet sein, dass die in 3 gezeigte Mischungssäule 15c ebenfalls als Zyklonraum funktioniert. In der Mischungssäule 15c werden eine Vielzahl von Initiator-Zuführungswegen 13a, jeweils mit den Initiatortanks 13 verbunden, eingeführt. Anders als hier ist die in 3 gezeigte Herstellungsvorrichtung dieselbe wie die in 1 gezeigte Herstellungsvorrichtung.
  • Wie beschrieben, wird das Wasser enthaltende Gel 19, hergestellt durch das Verfahren, einschließlich des Schrittes des Messens der Reaktionstemperaturen der Polymerisationsreaktion, und, wenn notwendig, des Schrittes des Steuerns der Polymerisationsreaktion, durch das Transportband 16 aus der Polymerisationsvorrichtung 18 transportiert. Das derart transportierte Wasser enthaltende Gel 19 wird zum Gel-Granulator 21 durch ein Walzenförderband, aufgebaut durch eine Vielzahl von Rotationswalzen 40, vorgesehen zwischen der Polymerisationsvorrichtung 18 und dem Gel-Granulator 21, transportiert. Das Wasser enthaltende Gel 19 wird dann durch den Gel-Granulator 21 in eine Größe, beispielsweise 10 cm2, granuliert. Daraufhin wird das granulierte Wasser enthaltende Gel 19 durch einen Gel-Pulverisator 22, wie einen Kneter, einen Fleischwolf, einen Hartpulverisator, einen Schredderer, eine Pelletiermaschine, einen Extruder vom Schnecken-Typ etc., pulverisiert (Pulverisierungsverfahren), wodurch beispielsweise ein pulverisiertes Gel mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser im Bereich von 0,5 bis 3,0 mm (ein Typ an wasserabsorbierendem Polymer) erhalten wird. Nach dem Trocknen kann das pulverisierte Gel, wenn notwendig, noch feiner pulverisiert werden durch einen Mühlen-Pulverisator, nachdem diese einem Trocknungsverfahren durch einen Trockner (nicht gezeigt) unterzogen wurden, um wasserabsorbierende Teilchen darzustellen (ein Typ von wasserabsorbierendem Polymer)
  • Der Typ des Trockners zur Verwendung in der Trocknungsbehandlung ist nicht besonders beschränkt, und beispielsweise kann ein Heißlufttrockner, ein Durchfluss-Bandtrockner, ein gerührter Trockner, ein Rotationsbrennofen, ein "Nauta"-Mischer etc. eingesetzt werden. Die Trocknungstemperatur für die Trocknungsbehandlung ist nicht besonders beschränkt, aber bevorzugt ist ein Bereich von 40 bis 250°C, bevorzugter ein Bereich von 100 bis 240°C und noch bevorzugter ein Bereich von 150 bis 220°C. Die Trocknungszeit liegt im allgemeinen innerhalb von 3 Stunden oder in einigen Fällen innerhalb 1 Stunde.
  • Der Typ des Mühlenzerkleinerers ist nicht besonders beschränkt, und Beispiele, die eine Stiftmühle, eine Walzenmühle, eine Hammermühle etc. umfassen, können eingesetzt werden. Der Teilchendurchmesser der wasserabsorbierenden Teilchen ist nicht besonders beschränkt, aber erwünschterweise passieren die wasserabsorbierenden Teilchen ein 850 μm-Maschensieb. Es ist ebenfalls bevorzugt, dass die wasserabsorbierenden Teilchen durch ein 100 bis 200 μm-Maschensieb klassifiziert werden, so dass das Verhältnis an feinen Pulvern mit einem Teilchendurchmesser von nicht mehr als 150 μm bei nicht mehr als 5% gehalten werden kann. Hier liegt der durchschnittliche Teilchendurchmesser der wasserabsorbierenden Teilchen im allgemeinen in einem Bereich von 200 bis 700 μm, bevorzugt in einem Bereich von 250 bis 500 μm.
  • Wenn notwendig, kann eine Oberflächenbehandlung durch ein Oberflächenvernetzungsmittel (oberflächenaktives Mittel) auf dem Wasser enthaltenden Gel, pulverisierten Gel (einschließlich jenen, die dem Trocknungsverfahren unterzogen wurden) und den wasserabsorbierenden Teilchen (wasserabsorbierendem Polymer) durchgeführt werden. Diese Oberflächenbehandlung bedeutet speziell einen Oberflächenbereich des wasserabsorbierenden Polymers durch das Oberflächenvernetzungsmittel, das mit funktionellen Gruppen, wie Carboxylgruppen, die das wasserabsorbierende Polymer im allgemeinen aufweist, reaktiv ist, zu vernetzen. Eine derartige Oberflächenbehandlung kann beispielsweise eingesetzt werden, indem das oberflächenvernetzende Mittel mit dem wasserabsorbierenden Polymer gemischt wird, und da dieses daraufhin einer Wärmebehandlung bei Temperaturen in einem Bereich von 80 bis 220°C unterzogen wird, um die Carboxylgruppe(n), auf der Oberfläche mit dem Oberflächenvernetzungsmittel umzusetzen. Mit dieser Oberflächenbehandlung kann die Gelfestigkeit und die Absorptionsfähigkeit unter Druck verbessert werden.
  • Die Herstellungsvorrichtung für das wasserabsorbierende Polymer der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders beschränkt auf die in 1 und 3 gezeigten, solange eine erwartete Polymerisationsreaktion durchgeführt werden kann. Beispielsweise kann eine Herstellungsvorrichtung ohne die Erwärmungszone 18b oder eine Herstellungsvorrichtung ohne die Kühlungszone 18a eingesetzt werden, und selbst eine Herstellungsvorrichtung, die weder mit der Erwärmungszone 18b noch der Kühlungszone 18a versehen ist, kann eingesetzt werden.
  • VORRICHTUNG 2 ZUR HERSTELLUNG DES WASSERABSORBIERENDEN POLYMERS
  • Ein Beispiel von Vorrichtungen, die es erlauben, ein wasserabsorbierendes Polymer, einschließlich mindestens einem der Schritte A bis D, in einer kontinuierlichen Art und Weise herzustellen, ist in 4 gezeigt. Diese Vorrichtung ist mit Mitteln zur Durchführung des Schritts (B) und des Schritts (D) versehen. Bauteile mit derselben Funktion und Struktur, wie jenen in 1 und 3 gezeigten, werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und die Erläuterungen hiervon werden hier weggelassen.
  • Wie in 4 gezeigt, umfasst die Herstellungsvorrichtung einen Monomer-Tank 11, einen Ejektor 12, eine Vielzahl von Initiator-Tanks 13, jeweils zum Lagern eines Polymerisationsinitiators, einen Oxidationsinitiator (einen Redox-Initiator), einen Reduktionsmittel-Tank 14 zum Lagern des Reduktionsmittels, wie einem Redox-Initiator, eine Mischungssäule (Mischgefäß) 15 zum Mischen des Monomers mit dem Polymerisationsinitiator (einschließlich eines Redox-Initiators, zusammengesetzt aus Oxidationsinitiator und Reduktionsmittel) und einem Transportband (Transportmittel) 16 zum kontinuierlichen Transportieren des durch den Düsenanschluss (Auslassanschluss) 15a zugeführten Monomers, vorgesehen in der Mischungssäule 15 in Transportrichtung. Ein Spray 30a, verbunden mit einem Wasserspeicher-Tank 30, ist als Zuführungsmittel für Wasser 30b in einem oberen Teil der Mischungssäule vorgesehen. In der in 4 gezeigten Herstellungsvorrichtung dient die Polymerisationssektion 18 als Polymerisationsvorrichtung.
  • Im Monomer-Tank 11 wird ein Monomer gelagert, beispielsweise in Form einer wässerigen Lösung (wässerige Monomerlösung). Nachdem der in der wässerigen Lösung gelöste Sauerstoff durch ein Inertgas, darin eingeführt durch den Ejektor 12, entfernt ist, wird die wässerige Lösung in der Mischungssäule 15 über den Monomer-Zuführungsweg 17 und den Zuführungsanschluss 15b eingefüllt. Weiterhin bei oder vor dem Zeitpunkt des Zuführens der wässerigen Monomerlösung beginnt man Wasser 30b in einer kontinuierlichen Art und Weise auf die innere Oberfläche der Mischungssäule 15 mittels des Sprays 30a aufzusprühen.
  • Wie in 5 gezeigt, umfasst die Mischungssäule 15 1) eine erste Mischungssektion (die als Zyklonraum als Gasentfernungsvorrichtung dient), in der eine wässerige Monomerlösung entlang einer Spirallinie 15b, die in der Figur angegeben ist, fließt; und eine zweite Mischungssektion, die der ersten Mischungssektion folgt. Die erste Mischungssektion ist beispielsweise eine Kombination einer zylindrisch geformten inneren Oberfläche und einer abgestumpften kegelförmigen inneren Oberfläche und ein Bereich hiervon, der von einer Querlinie zwischen der inneren Oberfläche und der horizontalen Ebene umgeben ist, ist oben am weitesten und am Boden am engsten. Die zweite Mischungssektion weist beispielsweise eine Kapillarform eines konstanten Querschnitts auf, und ein unterer Teil hiervon ist hinsichtlich der Vertikallinie gebogen (speziell in derselben Richtung wie die Transportrichtung des Transportbandes 16).
  • Das heißt, die Mischungssäule 15 entspricht einem Behälter mit einer derartigen Form, dass der engste Bereich (ein Bereich, der von der Querlinie zwischen einer inneren Oberfläche, die oberhalb des gebogenen Bereichs angeordnet ist, und der horizontalen Ebene der zweiten Mischungssektion umgeben ist), der Mischungssäule 15, der von einer Querlinie, die zwischen der inneren Oberfläche des Behälters und einer horizontalen Ebene umgeben wird, die unterhalb einer Ebene, die den Zuführungsanschluss aufweist, und oberhalb einer Ebene, die den Auslassanschluss aufweist, angeordnet ist. Wie nachfolgend erklärt, dient die zweite Mischungssektion als Einlassleitung zum Zuführen der wässerigen Monomerlösung zur Polymerisationssektion.
  • In der ersten Mischungssektion werden Blasen an Inertgas aus der durch den Zuführungsanschluss 15d zugeführten wässerigen Monomerlösung entfernt (entgast). Beim Durchführen des Entfernens von Inertgas werden beispielsweise gleichzeitig ein Oxidationsinitiator, wie Natriumpersulfat (NaPs) und, wenn notwendig, ein Polymerisationsinitiator, wie ein Azo-Initiator, zugeführt, und mit der wässerigen Monomerlösung gemischt.
  • Wie beschrieben, beginnt in der Mischungssäule 15 bei oder vor dem Zeitpunkt des Zuführens der Monomerlösung Wasser 30b durch das Spray 30a auf die innere Oberfläche der Mischungssäule 15 aufgesprüht zu werden. In dieser Art und Weise kann ein Anhaften oder Zurückbleiben der wässerigen Monomerlösung in der ersten Mischungssektion, die auch als Zyklon-Raum dient, verhindert werden, und die Adhäsion und das Anwachsen des Polymers des Monomers kann verhindert werden.
  • Die wässerige Monomerlösung, die der Entfernung an Inertgas unterzogen wurde, mit der der Oxidationsinitiator etc. gemischt wird, wird daraufhin in die zweite Mischungssektion zugeführt. In der zweiten Mischungssektion wird ein Reduktionsmittel, wie beispielsweise L-Ascorbinsäure (L-A) etc., zugeführt und in der Anlage mit der wässerigen Monomerlösung über den Reduktionsmittel-Zuführungsweg 14a gemischt. Folglich werden das Monomer, der Oxidationsinitiator und das Reduktionsmittel vermischt, und die Polymerisationsreaktion initiiert. Eine geeignete Mischungszeit für eine Kombination eines Oxidationsinitiators und eines Reduktionsmittels, die als Redox-Initiator dient, und eine geeignete Mischungszeit für einen Redox-Initiator und einen Azo-Initiator als thermisch zersetzbaren Initiator, wurde zuvor für die Herstellungsvorrichtung 1 erläutert.
  • Daraufhin wird die in die Mischungssäule 15 zugeführte wässerige Monomerlösung auf die obere Oberfläche des Transportbandes 16, vorgesehen in der Polymerisationsvorrichtung 18, über den Düsenanschluss 15a, der in der zweiten Mischungssektion gebildet ist, die auch als Einlassleitung dient, zugeführt. In diesem Zustand bei oder vor dem Zeitpunkt des Zuführens der wässerigen Monomerlösung in die Polymerisationsvorrichtung 18 durch die Einlassleitung 1) beginnt Wasser 30b aus dem Spray 30a, das über die innere Oberfläche der Einlassleitung geführt wird, aufgesprüht zu werden, und 2) Wasser 30b wird im Fluss diskontinuierlich auf die äußere Oberfläche der Einlassleitung mittels des Wasserzuführmittels (nicht gezeigt) zugeführt. In dieser An und Weise kann das Anhaften oder Zurückbleiben der wässerigen Monomerlösung in der Einlassleitung verhindert werden, und Adhäsion und Alterung des Polymers des Monomers können verhindert werden.
  • Die Höhe der Position, aus der die wässerige Monomerlösung zugeführt wird, d.h. der minimale Abstand zwischen dem Düsenanschluss 15a und der oberen Oberfläche des Transportbandes 16 ist nicht besonders beschränkt, liegt aber bevorzugt in einem Bereich von 0,5 bis 50 cm. Für eine Höhe von nicht weniger als 0,5 cm kann ein derartiges Problem, das die wässerige Monomerlösung von der oberen Oberfläche des Transportbandes 16 zurückspritzt und am Führung sende der Einlassleitung anhaftet, verhindert werden. Für eine Höhe von nicht mehr als 50 cm kann beispielsweise ein derartiges Problem, dass die Monomerlösung herausspritzt und an die Seitenwände der Polymerisationsvorrichtung 18 anhaftet, verhindert werden.
  • Wie im Falle der in 1 und 3 gezeigten Herstellungsvorrichtungen ist das Führungsende der Einlassleitung in diesem Beispiel ebenfalls in Transportrichtung der wässerigen Mononomerlösung durch das Transportband 16 gebogen. Die Zuführungsmenge (Einspeisungsmenge: entsprechend einer Lösungsdicke im Falle einer konstanten Breite des Düsenanschlusses 15a) der wässerigen Monomerlösung, die auf die obere Oberfläche des Transportbandes 16 zugeführt wird, ist nicht besonders beschränkt, aber bevorzugt ist ein Bereich von 1 bis 50 mm, bevorzugter ein Bereich von 10 bis 40 mm und noch bevorzugter ein Bereich von 20 bis 30 mm. Solange die Lösung auf eine Dicke von nicht weniger als 1 mm zugeführt wird, kann das wasserabsorbierende Polymer in industriellem Maßstab hergestellt werden. Zusätzlich durch Zuführen der Lösung auf eine Dicke von nicht mehr als 50 mm kann die von der Polymerisationsreaktion erzeugte Wärme leicht entfernt werden, und ein Siedeverzug in der Polymerisationsreaktion, ein Anwachsen der löslichen Komponente im resultierenden wasserabsorbierenden Polymer und die Verringerung der Gelfestigkeit des wasserabsorbierenden Polymers können verhindert werden.
  • Das Transportband 16 ist ein Förderband vom Endlosband-Typ, das durch Antriebsachsen 20 getragen und angetrieben wird, die bei konstanter Transportgeschwindigkeit rotieren. Die obere Oberfläche des Transportbandes 16 ist mit einer Abdeckung 41, die darauf vorgesehen ist, abgedeckt und ist mit Stickstoffgas ersetzt. Zusätzlich wird ein vorbestimmter Bereich an der Vorderseite in Transportrichtung (Kühlungszone 18a) der oberen Oberfläche des Transportbandes 16 abgekühlt, während ein vorbestimmter Bereich an der rückwärtigen Seite in Transportrichtung (Erwärmungszone 18b) erwärmt wird. Hier werden "Erwärmen" und "Abkühlen", basierend auf der Temperatur des Reaktionssystems, bestimmt. Für die Bedingungen und Verfahren des Erwärmens und Abkühlens der oberen Oberfläche des Transportbandes 16 können jene mit Bezug auf die Herstellungsvorrichtung 1 eingesetzt werden.
  • Wie in 6 gezeigt, weist das Transportband 16 ebenfalls Seitenwände 16a, gebildet an beiden Seiten in Richtung der Breite nach, auf. Diese Seitenwände 16a sind vorgesehen, um zu verhindern, dass die Monomerlösungs-Zuführung auf der oberen Oberfläche des Transportbandes 16 überläuft. Die Höhe der Seitenwände 16a ist nicht besonders beschränkt und kann auf eine gewünschte Höhe für die Dicke der zugeführten wässerigen Monomerlösung eingestellt werden, liegt aber im allgemeinen in einem Bereich von 5 bis 100 mm. Das Material für die Seitenwände 16a ist nicht besonders beschränkt, vorausgesetzt, eine Beeinträchtigung und Schmelzen durch Kontakt mit der wässerigen Monomerlösung kann verhindert werden, Beispiele hiervon umfassen: Nitril-Kautschuk, Silicon-Kautschuk, Chloropren-Kautschuk, Fluor enthaltenden Kautschuk, Fluor-Kunststoff etc. Es ist hier festzuhalten, dass, obwohl es bevorzugt ist, diese Sei tenwände 16a vorzusehen, sie keine wesentlichen Komponenten der vorliegenden Erfindung darstellen.
  • Das auf die obere Oberfläche des Transportbandes 16 über den Düsenanschluss 15a zugeführte Monomer wird einer in einer kontinuierlichen An und Weise durchzuführenden statischen Polymerisation unterzogen. Die Polymerisationsreaktion auf der oberen Oberfläche des Transportbandes 16 wird unter Kühlen in der Kühlungszone 18a für eine vorbestimmte Zeit und daraufhin unter Erwärmen in der Erwärmungszone 18b für eine vorbestimmte Zeit durchgeführt. Folglich wird die wässerige Monomerlösung, die der Polymerisationsreaktion unterzogen wird, in die Polymerisationsvorrichtung 18 durch das Transportband 16 transportiert, und die Polymerisation wird zunächst durchgeführt, während ein übermäßiger Anstieg der Reaktionstemperatur unterdrückt wird. Daraufhin wird das Polymerisations- und Alterungsverfahren durchgeführt, während ein übermäßiger Abfall der Reaktionstemperatur unterdrückt wird, wodurch ein Wasser enthaltendes Gel hergestellt wird (ein Typ von wasserabsorbierendem Polymer) 19.
  • Wie in 4 und 6 gezeigt, wird Wasser 43 tropfenweise durch den Tropftrichter 42 (Wasserzuführungsmittel) zum Wasser enthaltenden Gel 19 in der Nähe des Auslassanschlusses der Polymerisationsvorrichtung 18 zugegeben. Das Wasser wird um den Bereich des Wasser enthaltenden Gels 19 herum zugeführt, der die inneren Oberflächen (Trägerflächen) 16a' der Seitenwände 16a kontaktiert und von diesen getragen wird. Folglich wird beim Wasser enthaltenden Gel (Polymergel) 19 verhindert, dass es an den Seitenwänden 16a anhaftet, wenn die beiden Endabschnitte des Wasser enthaltenden Gels 19 in Richtung der Breite leicht gequollen sind. Darüber hinaus, wenn das Wasser enthaltenden Gel 19 einmal an den Seitenwänden 16a anhaftet, kann es hiervon abgetrennt werden. Daher kann das Wasser enthaltende Gel 19 von den Trägerflächen des Transportbandes 16 einfach abgetrennt werden, ohne an beiden Enden beschädigt oder abgeschnitten (zerbrochen) zu werden.
  • Für die Polymerisationsvorrichtung 18 kann Wasser zugeführt werden in 1) einen Raum zwischen der oberen Oberfläche des Transportbandes 16 und dem Wasser enthaltenden Gel 19, oder in einen Raum zwischen den inneren Oberflächen 16a' der Seitenwände 16a und dem Wasser enthaltenden Gel 19. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass das Wasser in einen Raum zwischen der oberen Oberfläche des Transportbandes 16 oder den Seitenabschnitten der inneren Seitenwände 16a' an der Rückseite in Transportrichtung des Wasser enthaltenden Gels 19 und des Wasser enthaltenden Gels 19 zugeführt wird. Im Falle des Zuführens von Wasser zum Wasser enthaltenden Gel 19 ist es bevorzugter, das Wasser zu den Seitenabschnitten an der Rückseite in Transportrichtung des Wasser enthaltenden Gels 19 zuzuführen. Durch Zuführen von Wasser in der vorangehenden An und Weise kann das Wasser enthaltende Gel 19 von der Trägerfläche des Transportbandes 16 leicht abgetrennt werden.
  • Das derart von der Trägerfläche abgetrennte, Wasser enthaltende Gel 19 des Transportbandes 16 wird auf ein Walzenförderband (Transportmittel), zusammengesetzt aus einer Vielzahl von Rotationswalzen (Transportmittel) 40, vorgesehen zwischen der Polymerisationsvorrichtung 18 und dem Gel-Granulator 21, geführt. Unter den Rotationswalzen 40 ist eine Wassersprühvorrichtung (Wasserzuführmittel) 44 zum aufwärts Sprühen von Wasser 45 vorgesehen. Diese Wassersprühvorrichtung 44 liefert kontinuierlich Wasser zu den Oberflächen (Trägerfläche) der Rotationswalzen 40 und der Bodenfläche des Wasser enthaltenden Gels 19, das durch die Oberflächen (Trägerfläche) der Walzen 40 getragen wird. Folglich 1) wird eine Wasserschicht zwischen den Oberflächen der Walzen 40 und der unteren Oberfläche des Wasser enthaltenden Gels gebildet, und 2) die untere Oberfläche des Wasser enthaltenden Gels 19 quillt durch Absorbieren von Wasser, wodurch ein derartiges Problem des Wasser enthaltenden Gels 19, dass es auf den Oberflächen der Walzen 40 anhaftet, unterdrückt wird. Darüber hinaus liegt dieses Wasser enthaltende Gel 19 ohne Beschädigungen oder Brüche vor und wird daher nicht in die Walzen 40 eingerollt oder eingeschlossen. Wenn weiterhin das Wasser enthaltende Gel 19 zum Gel-Granulator 21 zugeführt wird, würde das Wasser enthaltende Gel 19 nicht in der Nähe des Zuführungsanschlusses des Gel-Granulators 21 eingeschlossen werden.
  • Das zum Gel-Granulator 21 zugeführte Wasser enthaltende Gel 19 wird in eine Größe von beispielsweise etwa 10 cm2 durch den Gel-Granulator 21 granuliert. Daraufhin wird das granulierte, Wasser enthaltende Gel 19 einer Pulverisierungsbehandlung durch den Gel-Pulverisator 22 unterzogen, wodurch beispielsweise pulverisiertes Gel mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser in einem Bereich von 0,5 bis 3,0 mm erhalten wird (ein Typ von wasserabsorbierendem Polymer). Nachdem das pulverisierte Gel einer Wärmebehandlung unterzogen wurde, kann es, wenn notwendig, durch einen Mühlenpulverisator (nicht gezeigt) noch feiner pulverisiert werden um wasserabsorbierende Teilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser in einem Bereich von 250 bis 500 μm (ein Typ von wasserabsorbierendem Polymer) darzustellen.
  • Wenn notwendig, kann das obige Vernetzungsmittel in der Polymerisationsreaktion verwendet werden.
  • Die Herstellungsvorrichtung zur Verwendung im Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist nicht beschränkt auf die in 4 gezeigte oben erläuterte Herstellungsvorrichtung, und beispielsweise können jene, versehen mit einer Mischungsvorrichtung zum Mischen der Monomerlösung und des Polymerisationsinitiators und einer getrennten Gas-Entfernungsvorrichtung, wie einem Zyklon-Raum, und jene, versehen entweder mit der Mischungsvorrichtung und der Gas-Entfernungsvorrichtung verwendet werden. Weiterhin kann eine Herstellungsvorrichtung vom chargenweisen Typ genauso eingesetzt werden.
  • Weiterhin, obwohl die obigen Erläuterungen durch die Fälle der Herstellungsvorrichtungen des wasserabsorbierenden Polymers gegeben wurden, sind Funktionen vorgesehen, um nicht alle aber einige der oben erläuterten Schritte (A) bis (D) durchzuführen. Jedoch beispielsweise durch Installieren von Infrarot-Abstrahlungsthermometern T1 bis T6, die in 1 oder 3 gezeigt sind, in der Polymerisationsvorrichtung der in 4 gezeigten Herstellungsvorrichtung, kann eine Herstellungsvorrichtung zur Herstellung eines wasserabsorbierenden Polymers in kontinuierlicher Art und Weise, die in der Lage ist, sämtliche der vier Schritte (A) bis (D) durchzuführen, ohne Schwierigkeiten erreicht werden.
  • Die nachfolgenden Beispiele werden präsentiert, um die vorliegende Erfindung in näheren Einzelheiten zu erläutern, aber nicht zur Beschränkung der vorliegenden Erfindung. Von den nachfolgend erläuterten Beispielen konzentrieren sich Beispiele 1 bis 3 auf den Schritt (A) zum Entfernen des zur Monomerlösung zugeführten Inertgases. Ein Vergleichsbeispiel 1 ist ein Vergleichsbeispiel von Beispiel 1. Andererseits konzentrieren sich Beispiele 4, 10 und 11 insbesondere auf den Schritt (A), den Schritt (B) des Zuführens einer Monomerlösung und Zuführens von Wasser zum Zwecke der Verhinderung einer unerwünschten Adhäsion der Lösung, sowie den Schritt (D) des Transports des Wasser enthaltenden Gels während des Zuführens von Wasser. Beispiel 5 konzentriert sich auf den obigen Schritt (A) und Schritt (D). Schritt 9 konzentriert sich auf den obigen Schritt (A) und den Schritt (B). Schließlich konzentrieren sich die Beispiele 6 bis 8 auf den Schritt (C) des berührungsfreien Bestimmens von Reaktionstemperaturen der Polymerisationsreaktionen. Zunächst werden die in den Beispielen 1 bis 3 und Vergleichsbeispiel 1 durchzuführenden Tests für die Beurteilung von verschiedenen Eigenschaften erläutert.
  • Lichttransmission
  • Die Transmission von Licht mit einer Wellenlänge von 700 nm wurde im Hinblick auf ein wasserabsorbierendes Polymer (Wasser enthaltendes Gel) gemessen, durch Messen der spektralen Absorption des wasserabsorbierenden Polymers. Als Messvorrichtung wurde ein UV3100PC (erhältlich von Shimazu Seisakusho Co., Ltd.) eingesetzt. Diese Messung der Transmission erlaubt die Menge an in einer Monomerlösung enthaltenem Inertgas in indirekter Art und Weise zu messen.
  • Messung der Absorptionsfähigkeit
  • Die Absorptionsfähigkeit ohne Druck wurde in der Art und Weise wie offenbart in dem US-Patent Nr. 6 071 976 gemessen, und die Wasserabsorptionszeit wurde auf 20 Minuten eingestellt. Die Messung wurde hinsichtlich der wasserabsorbierenden Teilchen (ein Typ von wasserabsorbierendem Polymer) erhalten durch Granulieren, Pulverisieren, Trocknen und (Fein-)Mahlen des wasserabsorbierenden Polymers (das Wasser enthaltende Gel wurde getrocknet) durchgeführt. 0,2 g wasserabsorbierende trockene Teilchen wurden gleichmäßig in ein Teesäckchen (60 mm × 60 mm), hergestellt aus nicht-gewebtem Textil, gegeben und wurden in eine 0,9 Gew.-%ige physiologische Salzlösung 20 Minuten eingetaucht. Dann wurde das Teesäckchen herausgenommen und für 3 Minuten bei 250 G (250 cm/s2) unter Verwendung eines Zentrifugalsepara tors einer Hydroextraktion unterzogen, und das Gewicht W 1 (g) des Teesäckchens wurde gemessen.
  • Das obige Verfahren wurde für ein leeres Teesäckchen (60 mm × 60 mm), hergestellt aus nicht-gewebtem Textil, wiederholt, und das Gewicht WO (g) des leeren Teesäckchens wurde gemessen. Dann wurde die Absorptionsfähigkeit (g/g) berechnet: Absorptionsfähigkeit (g/g) = (W1 – W0)/Gewicht der wasserabsorbierenden Teilchen (0,2 g)
  • Messung der Absorptionsfähigkeit unter Druck
  • Unter Verwendung der Messvorrichtung, wie offenbart im US-Patent Nr. 6 071 976, dem europäischen Patent Nr. 0885917 und dem europäischen Patent Nr. 0811636 wurde die Absorptionsfähigkeit der wasserabsorbierenden Polymerpulver für physiologische Salzlösung unter einem Druck von 0,7 psi (etwa 4,83 kPa) gemessen.
  • Das heißt, die Messung der Absorptionsfähigkeit unter Druck wurde an 0,900 g wasserabsorbierenden Polymerteilchen durchgeführt, während diese unter einem gleichmäßig ausgeübten Druck von 0,7 psi waren, und das Gewicht W2 (g) der physiologischen Salzlösung, die durch die wasserabsorbierenden Polymerteilchen absorbiert wurde, wurde für 60 Minuten mittels einer Waage gemessen. Unter Verwendung des obigen Gewichts W2 (g) wurde die Absorptionsfähigkeit unter Druck (g/g) auf Basis der nachfolgenden Gleichung (b) 60 Minuten, nachdem die wasserabsorbierenden Pulver begonnen hatten, die physiologische Salzlösung zu absorbieren, berechnet, was als die Absorptionsfähigkeit unter einem Druck von 0,7 psi bestimmt wurde.(b): Absorptionsfähigkeit unter Druck (g/g) = Gewicht W2 (g)/Gewicht an wasserabsorbierenden Polymerteilchen (g)
  • Messung der Menge an feinen Pulvern
  • Nach Durchführen einer mechanischen Beschädigung (wird in Beispiel 1 erklärt) wurde das Gewicht (W2) der wasserabsorbierenden feinen Pulver durch ein 150 μm-Maschensieb gesiebt und durch das Maschensieb durchgeführte Fragmente als feine Pulver gesammelt. Das Verhältnis an feinen Pulvern wurde berechnet durch Dividieren des Gewichts (W3) an feinen Pulvern durch das Gewicht (W2) an wasserabsorbierenden Teilchen, d.h. auf der Basis der folgenden Gleichung: Menge an feinen Pulvern (%) = (W3/W2) × 100.
  • Beispiel 1
  • Ein wasserabsorbierendes Polymer wurde unter Verwendung der in 3 gezeigten Herstellungsvorrichtung hergestellt. In diesem Beispiel wurde ein rostfreies Endlosband mit einer Breite von 60 cm und einer Länge (einem Intervall zwischen den Zentren der Antriebsachsen 20) von 24 m für das Transportband 16 eingesetzt. Die Transportgeschwindigkeit dieses Transportbandes 16 war 1 m/min und die Längen der Kühlungszone 18a und der Erwärmungszone 18b waren 15 m bzw. 9 m. Die Kühlungszone 18a wurde durch Kühlwasser von 15°C, zugeführt durch die Kühlungsvorrichtung, gekühlt, und die Erwärmungszone 18b wurde durch heißes Wasser von 70°C, zugeführt durch die Erwärmungsvorrichtung, erwärmt.
  • Für das Rohmaterial wurde 70 Mol-%ig neutralisiertes Natriumacrylat (hydrophiles Monomer) eingesetzt. Zunächst wurde eine wässerige Monomerlösung, hergestellt durch Zugeben von Polyethylenglykoldiacrylat (durchschnittlich zugegebene Mol-Zahl = 8), als Vernetzungsmittel auf 39 Gew.-% wässerige Lösung von Natriumacrylat hergestellt, und die resultierende wässerige Monomerlösung wurde in den Monomer-Tank 11 gegeben. Das Polyethylenglykoldiacrylat wurde in einem Verhältnis von 0,1 Mol, bezogen auf 1 Mol des obigen neutralisierten Natriumacrylats zugegeben. Dann wurde Stickstoffgas (Inertgas) kontinuierlich durch eine Düse durch den Ejektor 12 mit 3 l/min in den Fluss der wässerigen Monomerlösung (0,95 l/min), der vom Monomer-Tank 11 zugeführt wurde, eingeführt. In dieser Art und Weise wurde der in der wässerigen Monomerlösung gelöste Sauerstoff kontinuierlich entfernt. Folglich war die Menge an gelöstem Sauerstoff in der trüben wässerigen Monomerlösung von weißer Farbe, in der unzählige Anzahlen von Blasen von Stickstoffgas mit Teilchen mit einem Durchmesser von mehreren μm bis zu mehreren hundert μm dispergiert waren, 0,3 mg/l.
  • Daraufhin, als Schritt (A), wurde die wässerige Monomerlösung zu einem Ultraschall-Gerät 24 zugeführt, und Ultraschallwellen mit einer Frequenz von 38 kHz wurden eingesetzt. Die durchschnittliche Zurückhaltezeit (äquivalent zu einer durchschnittlichen Ultraschall-Einsatzzeit) der wässerigen Monomerlösung im Ultraschall-Gerät 24 betrug 2,4 Minuten. In diesem Zustand war die Temperatur der wässerigen Monomerlösung 18°C.
  • Nach Entfernen von Stickstoffgas durch Einsatz von Ultraschall wurde die wässerige Monomerlösung farblos und transparent ohne Blasen und wurde dann der Mischungssäule 15c (die nicht als Zyklon-Raum diente) zugeführt. Zu der Mischungssäule 15c wurden 0,12 g Natriumpersulfat (Oxidationsinitiator), 0,0015 g Wasserstoffperoxid (Oxidationsinitiator), bezogen auf 1 Mol 70% neutralisiertem Natriumacrylat, aus den jeweils getrennt vorgesehenen Initiator-Tanks 13 zugegeben, und daraufhin wurden 0,0018 g L-Ascorbinsäure (Reduktionsmittel), bezogen auf 1 Mol des neutralisierten Natriumacrylats, aus dem Reduktionsmittel-Tank 14 zugegeben, und alle mit der wässerigen Monomerlösung gemischt.
  • Dann wurde die wässerige Monomerlösung über den Düsenanschluss 15a auf die obere Oberfläche des Transportbandes 16 zugeführt, um eine Dicke von 23 mm zu erhalten, und die Polymerisationsreaktion wurde durchgeführt. Auf dem Transportband 16 wurde die Polymerisation von Natriumacrylat etwa 30 Sekunden nach dem Zuführen der wässerigen Monomerlösung gestartet, und der Polymer-Peak trat nach 9 Minuten auf. In diesem Zustand war die Spitzentemperatur 98°C. Dann wurde die Polymerisationsreaktion nach dem Polymerisations-Peak 15 Minuten fortgesetzt. Folglich wurde das Wasser enthaltende Gel (Wasser enthaltendes gelähnlich vernetz tes Polymer) eines Typs von wasserabsorbierendem Polymer 19 erhalten. Nach Abkratzen des Wasser enthaltenden Gels 19 von der oberen Oberfläche des Transportbandes 16 wurde die oben erläuterte Lichttransmission gemessen, von der gefunden wurde, dass sie 72% war.
  • Das derart von der oberen Oberfläche des Transportbandes 16 abgekratzte Wasser enthaltende Gel 19 wurde in eine Größe von beispielsweise etwa 10 cm2 durch den Gel-Granulator 21 granuliert. Das resultierende granulierte Wasser enthaltende Gel 19 wurde dann in einen Extruder vom Schnecken-Typ gegeben (entsprechend einem Gel-Pulverisator 22) mit Spiralvorsprüngen innerhalb des Hauptteils. Dann wurde das Wasser enthaltende Gel 19 durch eine poröse Platte mit Poren mit einem Durchmesser von 16 mm, ausgerüstet mit einem Extruder vom Schnecken-Typ, extrudiert, wodurch ein pulverisiertes Gel (nicht gezeigt) erhalten wurde. Der durchschnittliche Teilchendurchmesser des pulverisierten Gels betrug 1,5 mm.
  • Nachdem für 43 Minuten bei 170°C ein Heißluft-Trockenverfahren eingesetzt wurde, wurde das pulverisierte Gel 19 in eine Walzenmühle (entsprechend einem Granulator vom Mühlen-Typ (nicht gezeigt)) gegeben, um das pulverisierte Gel 19 in die wasserabsorbierenden Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von nicht mehr als 850 μm zu granulieren. Dann wurden die wasserabsorbierenden Teilchen durch ein 150 μm-Maschensieb klassifiziert und feine Pulver mit einem Durchmesser von nicht mehr als 150 μm wurden entfernt. Die derart klassifizierten resultierenden wasserabsorbierenden Teilchen hatten einen gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von etwa 400 μm.
  • Danach wurde eine wässerige Lösung eines Oberflächen-Vernetzungsmittels, zusammengesetzt aus 0,5 Gew.-Teilen 1,4-Butandiol, 0,5 Gew.-Teilen Propylenglykol, 1 Gew.-Teil Isopropylalkohol und 3 Gew.-Teilen Wasser, bezogen auf 100 Gew.-Teile an wasserabsorbierenden Teilchen, gemischt, und die mit dem Oberflächen-Vernetzungsmittel gemischten wasserabsorbierenden Teilchen wurden 30 Minuten bei 210°C einer Wärmebehandlung unterzogen, wodurch wasserabsorbierende Teilchen A eines Typs von wasserabsorbierendem Polymer der vorliegenden Erfindung erhalten wurden.
  • Dann, nachdem den wasserabsorbierenden Teilchen A eine mechanische Beschädigung beigebracht wurde, wurde die Absorptionsfähigkeit, die Absorptionsfähigkeit unter Druck und die Menge an feinen Pulvern gemessen. Basierend auf den Ergebnissen dieser Messungen wurden die Eigenschaften des wasserabsorbierenden Polymers der vorliegenden Erfindung beurteilt. Die Ergebnisse der Messungen verschiedener Eigenschaften werden nachfolgend in Tabelle 1 mit den Ergebnissen der Messung der Lichttransmission gezeigt.
  • Mechanische Beschädigung
  • In einem Glasbehälter ("Mayonnaise-Flasche" (Produktname: A-29), erhältlich von Yamamura Glass Co., Ltd.), wurden 30 g wasserabsorbierende Teilchen A und 30 g Glaskugeln (Natronkalk-Glaskugeln zur Verwendung in Präzisionsdestillationsfüllungen mit einem Durchmesser von etwa 6 mm) gegeben. Der Glasbehälter wurde dann an einer Dispersionsapparatur (Dispersionsapparatur für experimentelle Verwendung, Nr. 488, erhältlich von Toyo Seiki Co., Ltd.) durch Einspannen zwischen Klammern befestigt, die in der Dispersionsapparatur vorgesehen sind (verwiesen sei auf die Stosskraft-Aufbringungsvorrichtung, wie offenbart im US-Patent Nr. 6 071 976). In diesem Zustand ließ man den Glasbehälter 30 Minuten bei einer Vibrationsgeschwindigkeit von 750 cpm bei 100 v/60 Hz vibrieren. Folglich wurde der Glasbehälter mit 12,5° in jeweils sowohl die rechte als auch linke Richtung gekippt (25° insgesamt), bezogen auf die Montagefläche der Klammern, und gleichzeitig wurde jeweils 8 mm vorwärts und rückwärts geschüttelt. In dieser An und Weise konnte den wasserabsorbierenden Teilchen A im Glasbehälter dieselbe Beschädigung zugefügt werden, wie die Beschädigung bei ihrer pneumatischen Beförderung.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • In Vergleichsbeispiel 1 wurden wasserabsorbierende Teilchen zum Vergleich (nachfolgend bezeichnet als wasserabsorbierende Teilchen B) hergestellt, und die Lichttransmission des Wasser enthaltenden Gels wurde in der gleichen An und Weise wie in Beispiel 1 gemessen, außer dass kein Ultraschall eingesetzt wurde. Dann, nachdem den wasserabsorbierenden Teilchen B eine mechanische Beschädigung in der gleichen An und Weise wie in Beispiel 1 zugefügt wurde, wurde die Absorptionsfähigkeit, die Absorptionsfähigkeit unter Druck und die Menge an wasserabsorbierenden Teilchen gemessen. Die Ergebnisse der Messungen dieser Eigenschaften wurden ebenfalls in Tabelle 1, zusammen mit dem Ergebnis der Messung der Lichttransmission, gezeigt.
  • [Beispiel 2] Wasserabsorbierende Teilchen (nachfolgend bezeichnet als wasserabsorbierende Teilchen C) wurden unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass als Schritt (A), Stickstoffgas (Inertgas) durch die Düse mit 9 l/min eingeführt, und dass die Lichttransmission des Wasser enthaltenden Gels 19 gemessen wurde. Dann, nachdem den wasserabsorbierenden Teilchen C in derselben An und Weise wie in Beispiel 1 eine mechanische Beschädigung zugefügt wurde, wurde die Absorptionsfähigkeit, Absorptionsfähigkeit unter Druck und die Menge an feinen Pulvern gemessen. Basierend auf den Ergebnissen der Messungen, wurden die Eigenschaften des wasserabsorbierenden Polymers der vorliegenden Erfindung beurteilt. Die Ergebnisse der Messungen dieser Eigenschaften wurden ebenfalls in Tabelle 1, zusammen mit dem Ergebnis der Messung der Lichttransmission, gezeigt.
  • Beispiel 3
  • Ein wasserabsorbierendes Polymer wurde unter Verwendung der in 1 gezeigten Herstellungsvorrichtung hergestellt. Die Bedingungen für das Transportband 16, die Kühlungszone 18a und die Erwärmungszone 18b in diesem Beispiel waren dieselben wie die für Beispiel 1.
  • Als Rohmaterial des wasserabsorbierenden Polymers wurden 65 Mol% neutralisiertes Natriumacrylat (Monomer) verwendet. Zunächst wurde eine wässerige Monomerlösung, hergestellt durch Zugeben von Polyethylenglykoldiacrylat (durchschnittlich zugegebene Mol-Zahl = 8) als Vernetzungsmittel zu 35 Gew.-% einer wässerigen Lösung des obigen neutralisierten Natriumacrylats, und die resultierende wässerige Monomerlösung wurde in den Monomer-Tank 11 gegeben. Polyethylenglykoldiacrylat wurde in einem Verhältnis von 0,04 Mol, bezogen auf 1 Mol des obigen 65 Mol% neutralisierten Natriumacrylats, zugegeben. Dann, als Schritt (A), wurde Stickstoffgas (Iriertgas) kontinuierlich durch eine Düse durch den Ejektor 12 mit 1 l/min in den Fluss der wässerigen Monomerlösung (0,95 1/min), zugeführt vom Monomer-Tank 11, eingeführt. In dieser An und Weise wurde in der wässerigen Monomerlösung gelöster Sauerstoff kontinuierlich entfernt. Folglich war die Menge an gelöstem Sauerstoff in der wässerigen Monomerlösung, in der eine unzählige Anzahl von Blasen von Stickstoffgas mit einem Teilchendurchmesser in einem Bereich von mehreren μm bis mehreren hundert μm dispergiert waren, 0,3 mg/l.
  • Als Schritt (A) wurde die wässerige Monomerlösung dann in die Mischungssäule 15 gegeben, deren innere Oberfläche mit Teflon beschichtet war. Wie in 2 gezeigt, umfasst die Mischungssektion 1) die erste Mischungssektion (die ebenfalls als Zyklon-Raum dient), in der die wässerige Monomerlösung entlang einer Spirallinie 15b, die in 2 gezeigt ist, fließt, und 2) die zweite Mischungssektion, verbunden mit dem unteren Ende der ersten Mischungssektion.
  • In der ersten Mischungssektion wurden aus den jeweiligen Initiator-Tanks 13 (in 2 ist nur einer der Tanks 13 gezeigt) 0,02 g einer 0,5 gew.-%igen wässerigen Lösung von Natriumpersulfat (Oxidationsinitiator), 0,002 g einer 0,1%igen Wasserstoffperoxidlösung (Oxidationsinititiator) und 0,02 g einer 0,5 gew.-%igen Lösung von 2,2'-Azobis(2-amidinopropan)dihydrochlorid-Lösung (thermisch zersetzbarer Initiator), bezogen auf 1 Mol Natriumacrylat, tropfenweise zugegeben. Dann wurde der Schritt des Entgasens von Stickstoffgas aus der Monomerlösung durch Erzeugen eines Kreislaufs der wässerigen Monomerlösung sowie der Schritt des Mischens der wässerigen Monomerlösung mit dem Oxidationsinitiator und dem thermisch zersetzbaren Initiator gleichzeitig durchgeführt.
  • Die wässerige Monomerlösung, die aus der ersten Mischungssektion (die ebenfalls als Zyklon-Raum dient) ausgelassen wurde, wurde zur zweiten Mischungssektion zugeführt. In der zweiten Mischungssektion wurden 0,0014 g einer 0,005 gew.-%igen L-Ascorbinsäure (Reduktionsmittel), bezogen auf 1 Mol Natriumacrylat, aus dem Reduktionsmittel-Tank 14 zugegeben und in der Anlage mit der wässerigen Monomerlösung gemischt. Dann wurde die wässerige Monomerlösung mit hieraus entferntem Stickstoffgas (entgastes Stickstoffgas) über den Düsenan schluss 15a kontinuierlich auf die obere Oberfläche des Transportbandes 16 zugeführt (kontinuierliche Zuführung), um eine Dicke von 25 mm zu haben, und die Polymerisationsreaktion wurde durchgeführt. Auf dem Transportband 16 wurde die Polymerisation des obigen neutralisierten Natriumacrylats etwa 3 Minuten nach dem Zuführen der wässerigen Monomerlösung gestartet, und der Polymerisations-Peak trat nach 12 Minuten auf. In diesem Zustand betrug die Spitzentemperatur 85°C. Dann wurde die Polymerisationsreaktion 12 Minuten nach dem Polymerisations-Peak fortgeführt. Folglich wurde das Wasser enthaltende Gel (ein Typ von wasserabsorbierendem Polymer) 19 erhalten. Nach Abkratzen des Wasser enthaltenden Gels 19 von der oberen Oberfläche des Transportbandes 16 wurde die oben erläuterte Lichttransmission gemessen, von der gefunden wurde, dass sie 50% war.
  • Das derart von der oberen Oberfläche des Transportbandes 16 abgekratzte Wasser enthaltende Gel 19 wurde in eine Größe von beispielsweise etwa 10 cm2 durch den Gel-Granulator 21 granuliert. Das resultierende granulierte Wasser enthaltende Gel 19 wurde dann in den Extruder vom Schnecken-Typ (entsprechend einem Gel-Pulverisator 22) mit Spiralvorsprüngen innerhalb des Hauptteils gegeben. Dann wurde das Wasser enthaltende Gel 19 in einem Extruder vom Schnecken-Typ, ausgestattet mit einer porösen Platte mit Poren mit einem Durchmesser von 9,5 mm, extrudiert, wobei pulverisiertes Gel (nicht gezeigt) erhalten wurde. Der durchschnittliche Teilchendurchmesser des pulverisierten Gels betrug 1,7 mm.
  • Nachdem für 43 Minuten bei 170°C ein Heißluft-Trockenverfahren durchgeführt worden war, wurde das pulverisierte Gel in eine Walzenmühle (entsprechend einem Granulator vom Mühlen-Typ (nicht gezeigt)) gegeben, wo das pulverisierte Gel in die wasserabsorbierenden Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von nicht mehr als 850 μm granuliert wurde. Dann wurden die wasserabsorbierenden feinen Pulver durch ein 150 μm-Maschensieb klassifiziert und feine Pulver mit einem Durchmesser von nicht mehr als 850 μm wurden entfernt. Die derart klassifizierten resultierenden wasserabsorbierenden Teilchen hatten einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von etwa 300 μm.
  • Danach wurde eine wässerige Lösung, zusammengesetzt aus einem Oberflächen-Vernetzungsmittel, hergestellt durch Mischen von 0,5 Gew.-Teilen 1,4-Butandiol, 0,5 Gew.-Teilen Propylenglykol, 1 Gew.-Teil Isopropylalkohol und 3 Gew.-Teilen Wasser, mit 100 Gew.-Teilen wasserabsorbierenden Teilchen gemischt, und diese wurden 40 Minuten bei 195°C einer Wärmebehandlung unterzogen, wodurch wasserabsorbierende Teilchen D eines Typs an wasserabsorbierendem Polymer der vorliegenden Erfindung erhalten wurden. Dann, nachdem den wasserabsorbierenden Teilchen D eine mechanische Beschädigung zugefügt wurde, wurde die Absorptionsfähigkeit, die Absorptionsfähigkeit unter Druck und die Menge an feinen Pulvern gemessen. Basierend auf den Ergebnissen dieser Messungen wurden die Eigenschaften des wasserabsorbierenden Polymers der vorliegenden Erfindung beurteilt. Die Ergebnisse der Messungen wurden nachfolgend in Tabelle 1, mit den Ergebnissen der Messung der Lichttransmission, gezeigt.
  • Tabelle 1
    Figure 00640001
  • Wie in Tabelle 1 gezeigt, zeigten die wasserabsorbierenden Teilchen A, C und D, resultierend aus den Beispielen 1 bis 3, 1) höhere Lichttransmissionen im Zustand des Wasser enthaltenden Gels, verglichen mit Vergleichsbeispiel 1. Dies beweist, dass die wasserabsorbierenden Teilchen A, C und D kleinere Mengen an Restblasen enthielten, verglichen mit den wasserabsorbierenden Teilchen B zum Vergleich. Darüber hinaus, mit den zugefügten mechanischen Beschädigungen, die bei einer pneumatischen Beförderung erwartet werden, hatten die wasserabsorbierenden Teilchen A, C und D 2) eine kleinere Menge an feinen Pulvern enthalten (schuppige Fragmente) und zeigten 3) erwünschte Wasserabsorptionsfähigkeit und Absorptionsfähigkeit unter Druck.
  • Beispiel 4
  • Ein wasserabsorbierendes Polymer wurde unter Verwendung der in den 4 bis 6 gezeigten Herstellungsvorrichtung hergestellt. Die Bedingungen für das Transportband 16 (Länge, Transportgeschwindigkeit und Material), die Kühlungszone 18a und die Erwärmungszone 18b (Längen, Kühlungs/Erwärmungsbedingungen) in diesem Beispiel waren dieselben wie die für Beispiel 1. An beiden Seiten des Transportbandes 16 wurden in Richtung der Breite Seitenwände 16a mit einer Höhe von etwa 5 cm in einem Intervall von 60 cm gebildet.
  • Als Rohmaterial des wasserabsorbierenden Polymers wurden 65% neutralisiertes Natriumacrylat (hydrophiles Monomer: wasserlösliches ethylenisch ungesättigtes Monomer) eingesetzt. Zunächst wurde eine wässerige Monomerlösung, hergestellt durch Zugeben von Polyethylenglykoldiacrylat (durchschnittlich zugegebene Mol-Zahl = 8) als Vernetzungsmittel, zu 35 Gew.-% einer wässerigen Monomerlösung von Natriumacrylat hergestellt, und die resultierende wässerige Monomerlösung wurde in den Monomer-Tank 11 gegeben. Das Polyethylenglykoldiacrylat wurde in einem Verhältnis von 0,04 Mol, bezogen auf 1 Mol des obigen neutralisierten Natriumacrylats, zugegeben. Dann wurde Stickstoffgas (Inertgas) durch die Düse durch den Ejektor 12 mit 1 l/min in den Fluss der wässerigen Monomerlösung (0,95 l/min) vom Monomer-Tank 11 zugeführt. In dieser Art und Weise wurde in der wässerigen Monomerlösung gelöster Sauerstoff kontinuierlich entfernt. Folglich betrug die Menge an Sauerstoff, die in der wässerigen Monomerlösung gelöst war, in der eine unzählige Anzahl von Stickstoffgasblasen mit einem Teilchendurchmesser im Bereich von mehreren μm bis mehreren hundert μm dispergiert war, 30 mg/l.
  • Dann, als Schritt (A), wurde die wässerige Monomerlösung in die Mischungssäule 15 gegeben, deren innere Oberfläche mit Teflon beschichtet war. Wie in 5 gezeigt, umfasst die Mischungssektion 1) die erste Mischungssektion (die ebenfalls als Zyklon-Raum dient), in der die wässerige Lösung entlang einer Spirallinie 15b, die in 5 gezeigt ist, fließt, und 2) die zweite Mischungssektion (die ebenfalls als Einlassleitung dient), die mit dem unteren Ende der ersten Mischungssektion verbunden ist. In der Mischungssäule 15 wurde über die gesamte Zeitdauer direkt vor dem Zuführen der wässerigen Monomerlösung, bis direkt vor der Beendigung der Zuführung der wässerigen Monomerlösung Wasser 30b mit 10 ml/min kontinuierlich durch die Sprühvorrichtung 30a aufgesprüht.
  • In der ersten Mischungssektion wurden gleichzeitig 0,02 g einer 0,5 gew.-%igen wässerigen Lösung an Natriumpersulfat, 0,001 g einer 0,14 gew.-%igen wässerigen Wasserstoffperoxidlösung (Oxidationsinitiator) und 0,02 g einer 0,5 gew.-%igen 2,2'-Azobis(-2-amidinopropan)dihydrochloridlösung (thermischer Zersetzungsinitiator), bezogen auf 1 Mol des obigen neutralisierten Natriumacrylats, tropfenweise aus den jeweiligen Initiatortanks 13 gleichzeitig zugegeben. Dann wurden der Schritt des Stickstoffgas-Entgasens aus der wässerigen Monomerlösung (Schritt (A)) durch Erzeugen eines Kreislaufs sowie der Schritt des Mischens der wässerigen Monomerlösung mit dem thermisch zersetzbaren Initiator gleichzeitig durchgeführt.
  • Die wässerige Monomerlösung, die aus der ersten Mischungssektion (die ebenfalls als Zyklon-Raum dient) ausgelassen wurde, wurde der zweiten Mischungssektion (die ebenfalls als Einführungsleitung dient) zugeführt. In der zweiten Mischungssektion wurden 0,002 g einer 0,2 gew.-%igen wässerigen Lösung von L-Ascorbinsäure (Reduktionsmittel), bezogen auf 1 Mol des obigen neutralisierten Natriumacrylats, aus dem Reduktionsmittel-Tank 14 zugegeben und in der Anlage mit der wässerigen Monomerlösung gemischt.
  • Dann wurde die wässerige Monomerlösung mit dem daraus entfernten Stickstoffgas (entgastes Stickstoffgas) über den Düsenanschluss 15a kontinuierlich auf die obere Oberfläche des Transportbandes 16 zugeführt (kontinuierliche Einführung), um eine Dicke von 25 mm zu erhalten, und die Polymerisationsreaktion wurde durchgeführt. In diesem Stadium wurde die wässerige Monomerlösung auf eine Höhe von etwa 1 cm eingeführt. Sowohl die inneren als auch äußeren Oberflächen der Einlassleitung waren mit Teflon beschichtet, und als Schritt (B) wurde begonnen, Wasser diskontinuierlich von oben, bezogen auf die äußere Oberfläche der Einlassleitung, angeordnet in der Polymerisationsvorrichtung 18, vor dem Zuführen der wässerigen Monomerlösung in die Polymerisationsvorrichtung 18 zuzuführen.
  • Auf dem Tansportband 16 wurde die Polymerisation des obigen neutralisierten Natriumacrylats 30 Sekunden nach dem Zuführen der wässerigen Monomerlösung gestartet, und der Polymerisations-Peak trat nach 9 Minuten auf. In diesem Beispiel betrug die Spitzentemperatur 85°C. Dann wurde die Polymerisationsreaktion 15 Minuten nach dem Polymerisations-Peak fortgesetzt. Folglich wurde das Wasser enthaltende Gel (ein Typ von wasserabsorbierendem Polymer) 19 erhalten.
  • Zum Wasser enthaltenden Gel 19, als Schritt (D), wurde tropfenweise Wasser aus den Tropftrichtern (Wasserzuführmittel) 42 mit 5 ml/min zugegeben. Das von der Trägerfläche des Transportbandes 16 abgetrennte Wasser enthaltende Gel 19 wurde vom Walzenförderband (Transportmittel), zusammengesetzt aus einer Vielzahl von Rotationswalzen (Transportmittel) 40, aufgenommen. Wasser 45 wurde durch den Wasserversprüher (Wasserzuführmittel) 44 mit 10 ml/min zu sowohl den Walzenoberflächen (Trägerfläche) der Rotationswalzen 40 als auch der unteren Oberfläche des Wasser enthaltenden Gels 19, das durch die Walzenoberflächen getragen wird, als Schritt (B), aufgesprüht.
  • Das dem Gel-Granulator 21 zugeführte Wasser enthaltende Gel 19 wurde in eine Größe von beispielsweise etwa 10 cm2 granuliert. Das resultierende granulierte Wasser enthaltende Gel 19 wurde dann in einem Extruder vom Schnecken-Typ (entsprechend einem Gel-Pulverisator 22) mit Spiralvorsprüngen innerhalb des Hauptteils gegeben. Dann wurde das Wasser enthaltende Gel 19 durch eine poröse Platte mit Poren mit einem Durchmesser von 9,5 mm, eingerichtet im Extruder vom Schnecken-Typ, extrudiert, wodurch pulverisiertes Wasser enthaltendes Gel 19 erhalten wurde.
  • Nachdem 43 Minuten bei 170°C eine Heißluft-Trocknungsbehandlung durchgeführt worden war, wurde das pulverisierte Wasser enthaltende Gel einer Walzenmühle (entsprechend einem Granulator vom Mühlen-Typ (nicht gezeigt)) zugeführt, wo wasserabsorbierende Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von nicht mehr als 850 μm erhalten wurden. Dann wurden die wasserabsorbierenden feinen Pulver durch ein 150 μm-Maschensieb klassifiziert und die feinen Pulver mit einem Durchmesser von nicht mehr als 150 μm entfernt. Die derart klassifizierten resultierenden wasserabsorbierenden Teilchen hatten einen gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von etwa 300 μm.
  • Danach wurde eine wässerige Lösung, zusammengesetzt aus Oberflächenvernetzungsmittel, zusammengesetzt aus 0,5 Gew.-Teilen 1,4-Butandiol, 0,5 Gew.-Teilen Propylenglykol, 1 Gew.-Teil Isopropylalkohol und 3 Gew.-Teilen Wasser, mit 100 Gew.-Teilen an wasserabsorbierenden Teilchen gemischt und 40 Minuten bei 195°C einer Wärmebehandlung unterzogen, wodurch oberflächenbehandelte wasserabsorbierende Teilchen (ein Typ von wasserabsorbierendem Polymer) erhalten wurden.
  • In der Herstellungsvorrichtung wurde eine Adhäsion des Wasser enthaltenden Gels 19 auf dem Transportband 16 und den Rotationswalzen 40 nicht beobachtet, und das Wasser enthalten de Gel 19 wurde reibungslos transportiert. Darüber hinaus war das Wasser enthaltende Gel 19 dieses Beispiels frei von Rissen und Brüchen und wurde somit um den Zuführungsanschluss des Gel-Granulators 21 herum nicht eingeschlossen.
  • Dann nach einwöchigem kontinuierlichem Betrieb wurde der Betrieb der Herstellungsvorrichtung gestoppt, und eine Überprüfung der Vorrichtung wurde durchgeführt. Als Folge wurde kein Anhaften des obigen neutralisierten Natriumacrylats als Monomer (oder als Lösung hiervon) oder eines Polymers des Monomers beobachtet. Die Adhäsion des Polymers an der äußeren Oberfläche und der inneren Oberfläche der Einlassleitung konnte kaum beobachtet werde.
  • Beispiel 5
  • Wasserabsorbierende Teilchen wurden in derselben Art und Weise wie für Beispiel 4 hergestellt, außer dass kein Wasser 30b zum Zyklon-Raum (erste Mischungssektion) von der Spülvorrichtung 30a zugeführt wurde und kein Wasser auf die äußere Oberfläche der in der Polymerisationsvorrichtung 18 vorgesehen Einlassleitung aufgebracht wurde.
  • Dann nach einwöchigem kontinuierlichen Betrieb wurde die Herstellungsvorrichtung gestoppt und die Überprüfung der Vorrichtung durchgeführt. Als Folge wurde ein Wasser enthaltendes Gel, das eine höhere Lichttransmission als die des Vergleichsbeispiel 1 zeigte, erhalten als Effekt der Durchführung des Schritts (A). Das heißt, wasserabsorbierende Teilchen, die 1) eine kleinere Menge an restlichen Blasen enthielten und somit 2) kleinere Mengen an feinen Pulvern bei Ausüben einer mechanischen Beschädigung, die für eine pneumatische Beförderung erwartet wird, bilden und 3) wünschenswerte Absorptionsfähigkeit unter Druck und Absorptionsfähigkeit zeigten, wurden erhalten.
  • Darüber hinaus als Effekt der Durchführung des Schritts (D) wurde ein reibungsloser Transport des Wasser enthaltenden Gels, ohne beschädigt zu werden, verwirklicht.
  • Jedoch bei Weglassen des Schritts (B) wurde Adhäsion des Polymers des obigen neutralisierten Natriumacrylats in weißer Farbe innerhalb des Zyklon-Raums und der inneren und äußeren Oberflächen der Einführleitung, verglichen mit dem Wasser enthaltenden Gel von Beispiel 4, beobachtet.
  • Beispiel 6
  • Ein wasserabsorbierendes Polymer wurde unter Verwendung der in 1 gezeigten Herstellungsvorrichtung hergestellt. Die Bedingungen für das Transportband 16 (Länge, Transportgeschwindigkeit und Material) und für die Kühlungszone 18a und die Erwärmungszone 18b (Längen, Kühl-/Erwärmungsbedingungen) in diesem Beispiel waren die gleichen wie jene für Beispiel 1. Die Atmosphäre in der Nähe der oberen Oberfläche des Transportbandes 16 wurde eingestellt, um nicht mehr als 1 Volumenprozent (Vol.-%) Sauerstoff aufzuweisen, indem hierzu Stickstoffgas eingeführt wurde.
  • Als Schritt (C) wurden Infrarot-Abstrahlungsthermometer T1 bis T6, die als Temperaturbestimmungsmittel dienten, an der oberen Wand der Polymerisationsvorrichtung 18 befestigt, um die gemessenen Temperaturen etwa 50 cm oberhalb der Oberfläche des Bandes zu messen. Speziell die Infrarot-Abstrahlungsthermometer T1 bis 75 wurden oberhalb der Kühlungszone 18a auf 15 m Länge mit Intervallen von 3 m (bei 3 m, 6 m, 9 m, 12 m und 15 m) von einem Ende der Kühlungszone 18a, und das Infrarot-Abstrahlungsthermometer T6 wurde in der Nähe des Auslassanschlusses der Polymerisationsvorrichtung 18 vorgesehen (oberhalb der Erwärmungszone 18b). Es ist hier festzuhalten, dass die durch die Infrarot-Abstrahlungsthermometer T1 bis T6 zu messenden Temperaturen durch die vorangehenden Experimente erwiesenermaßen äquivalent zu Reaktionstemperaturen in der Polymerisationsreaktion sind (in diesem Beispiel die Oberflächentemperatur der wässerigen Monomerlösung, die der Polymerisationsreaktion unterzogen wird).
  • Als Rohmaterial des wasserabsorbierenden Polymers wurden 70 Mol% neutralisiertes Natriumacrylat (Monomer) eingesetzt. Zunächst wurde eine wässerige Monomerlösung durch Zugeben von Polyethylenglykoldiacrylat (durchschnittlich zugegebene Mol-Zahl = 8) als Vernetzungsmittel zu 39 Gew.-% einer wässerigen Monomerlösung des obigen neutralisierten Natriumacrylats hergestellt, und die resultierende Monomerlösung (wässerige Monomerlösung) wurde in den Monomer-Tank 11 gegeben. Das Polyethylenglykoldiacrylat wurde in einem Verhältnis von 0,1 Mol, bezogen auf 1 Mol des obigen neutralisierten Natriumacrylats, zugegeben.
  • Dann wurde die resultierende wässerige Monomerlösung in den Ejektor 12 zugeführt, und Stickstoffgas kontinuierlich zur wässerigen Monomerlösung zugeführt, um darin gelösten Sauerstoff zu entfernen. Hier wurde die Menge an in der wässerigen Monomerlösung gelösten Sauerstoffs als Folge dieser kontinuierlichen Sauerstoff-Entfernungsbehandlung durch kontinuierliches Zuführen von Stickstoffgas auf einen Bereich von 0,5 bis 1 mg/l eingestellt. In diesem Zustand wurde die Temperatur der wässerigen Monomerlösung in einem Bereich von 18 bis 19°C aufrechterhalten. Nach Entfernen des darin gelösten Sauerstoffs wurde die wässerige Monomerlösung der Mischungssäule 15 zugeführt. In der Mischungssäule 15 wurden 0,12 g eines Natriumpersulfats (NaPs) und 0,002 g L-Ascorbinsäure, bezogen auf 1 Mol des oben neutralisierten Natriumacrylats, aus dem Initiatortank 13 bzw. dem Reduktionsmittel-Tank 14 zugegeben, um mit der wässerigen Monomerlösung gemischt zu werden.
  • Dann wurde die wässerige Monomerlösung über den Düsenanschluss 15a kontinuierlich auf die obere Oberfläche des Transportbandes 16 zugeführt (kontinuierliche Zuführung), um eine Dicke von 23 mm zu erhalten. Während die Polymerisation durchgeführt wurde, wurden die Reaktionstemperaturen durch die Infrarot-Abstrahlungsthermometer T1 bis T6, als Schritt (C), gemessen. Die durch die Infrarot-Abstrahlungsthermometer T1 bis T6 gemessenen Temperaturen waren 30, 52, 80, 95, 93 bzw. 75 °C. Die Korrelation zwischen der Reaktionszeit und der Reaktionstemperatur ist in 7 gezeigt. In 7 bedeutet die Reaktionszeit T1 bis T6 die Zeit, die für das Monomer erforderlich ist, um von der Position, an der das Monomer zugeführt wird, zur Position rechts unterhalb jedes der Infrarot-Abstrahlungsthermometer T1 bis T6 zu gelangen. In der vorliegenden Ausführungsform wurde das Transportband 16 bei konstanter Geschwindigkeit (1 m/min) betrieben. Daher bedeutet die Reaktionszeit T1 bis T6 insbesondere 3 min, 6 min, 9 min, 15 min und 24 min nach der Zuführung des Monomers auf die obere Oberfläche des Transportbandes 16.
  • Nach den Ergebnissen der Messung nahmen die Reaktionstemperaturen der Polymerisationsreaktion der vorliegenden Ausführungsform von dem Messpunkt des Infrarot-Abstrahlungsthermometers T2 bis zum Messpunkt durch das Infrarot-Abstrahlungsthermometer T5 zu (in der Spanne von T3 bis T5). Aus den Ergebnissen der Bestimmung nimmt man an, dass der Polymerisations-Peak bei der Position zwischen 9 m bis 15 m entfernt vom Ende der Kühlungszone 18a (innerhalb der Kühlungszone 18a) auftrat, und die Reaktionstemperatur betrug etwa 100°C. Ferner nimmt man aus den Ergebnissen der Messung durch das Infrarot-Abstrahlungsthermometer T6 an, dass die Reaktionstemperaturen in der zweiten Hälfte der Polymerisationsreaktion bei nicht weniger als 75°C aufrechterhalten wurden.
  • Das heißt, es wird angenommen, dass der Polymerisations-Peak in diesem Beispiel in einer vorbestimmten Zeitspanne der Polymerisationsreaktion unter Kühlen (erste Polymerisationsreaktion) auftritt. Ebenfalls wird angenommen, dass die Spitzentemperatur und die Reaktionstemperaturen) in der zweiten Hälfte der Polymerisationsreaktion in den jeweiligen erwünschten Bereichen von 60 bis 120°C und oberhalb 50°C waren. Daher wird angenommen, dass ein Wasser enthaltendes Gel (eines Typs an wasserabsorbierendem Polymer) 19 durch die Polymerisationsreaktion, wie erwartet, hergestellt wurde.
  • Dann, nach Granulieren des Wasser enthaltenden Gels 19 durch den Gel-Granulator 21, der in 1 gezeigt ist, wurde das resultierende granulierte Wasser enthaltende Gel 19 durch den Gel-Pulverisator 22 pulverisiert. Daraufhin wurde das resultierende pulverisierte Gel 40 Minuten bei 170°C einem Trockenverfahren unterzogen, wodurch wasserabsorbierende Teilchen A erhalten wurden. In den wasserabsorbierenden Teilchen A wurde bestätigt, dass sie die erwünschten Eigenschaften, wie erwartet, aufwiesen mit einer gesättigten Absorptionsfähigkeit von 32 (g/g), einem wasserlöslichen Gehalt von 7 Gew.-% und einer Menge an restlichen Monomeren von 300 ppm. Für die Messung einer gesättigten Absorptionsfähigkeit wurde das früher erläuterte Verfahren eingesetzt, und in diesem Beispiel wurde die Messzeit auf 60 Minuten eingestellt.
  • Die obige lösliche Komponente (wasserlösliche Komponente) wurde in der folgenden Art und Weise gemessen.
  • Die obigen wasserabsorbierenden Teilchen F(g) (etwa 0,5 g) wurden in 1000 g deionisiertem Wasser dispergiert. Dann ließ man die dispergierte Lösung 16 Stunden rühren, um diese in einer befriedigenden An und Weise quellen zu lassen. Daraufhin wurde die dispergierte Lösung durch ein Filterpapier filtriert, und das resultierenden 50 g-Filtrat wurde in einen 100 ml-Becher gegeben. Zu dem Filtrat wurde 1 l einer wässerigen Lösung von 0,1 N Natriumhydroxid, 10 ml wäs serige Lösung Methylglykolchitosan, 4 Tropfen einer 0,1%igen wässerigen Lösung von Toluidin-Blau zugegeben. Dann wurde die Lösung im Becher durch ein kolloidales Titrationsverfahren unter Verwendung einer wässerigen Lösung von N/400 Polyvinylkaliumsulfat titriert, und wenn die Farbe der Lösung von Blau nach Rot-Violett umschlug, war die Titration beendet, und die Titrationsmenge H (ml) wurde gemessen.
  • Das obige Verfahren wurde unter Verwendung von 50 g deionisiertem Wasser anstelle von 50 g Filtrat wiederholt, und die Titrationsmenge I (ml) wurde als Blindprobe gemessen. Dann wurde eine wasserlösliche Komponente (Gew.-%) entsprechend der nachfolgenden Formel, basierend auf den jeweiligen Titrationsmengen und einem durchschnittlichen Molekulargewicht J des Monomers als Rohmaterial der wasserabsorbierenden Teilchen, gemessen. Wasserlösliche Komponente (Gew.-%) = (I (ml) – H (ml)) × 0,005/ F(g).
  • Zu 1000 g deionisiertem Wasser wurden 0,5 g wasserabsorbierende Teilchen zugegeben und 2 Stunden unter Rühren einer Extraktion unterzogen. Dann wurden die resultierenden gequollenen wasserabsorbierenden Teilchen durch ein Filterpapier filtriert und die restlichen Monomeren im Filtrat unter Verwendung von Flüssigchromatographie analysiert. Andererseits wurden wässerige Monomerlösungen mit bekannten Konzentrationen als Standardlösungen analysiert, um eine Kalibrierungskurve zu erhalten. Durch Einstellen der Kalibrierungskurve als externen Standard wurde die Menge an restlichem Monomergehalt in den wasserabsorbierenden Teilchen berechnet, indem man den Verdünnungsgrad des Filtrats berücksichtigt.
  • Beispiel 7
  • Ein wasserabsorbierendes Polymer wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 6 unter Verwendung der in Beispiel 6 eingesetzten Herstellungsvorrichtung hergestellt. Jedoch, ausgehend von den Ergebnissen der Messung der Reaktionstemperaturen durch die Infrarot-Abstrahlungsthermometer T1 bis T6 als Schritt (C), schritt die Polymerisationsreaktion in der ersten Hälfte der Polymerisationsreaktion abrupt fort, wie in Muster (C) in 8 angegeben, und somit wurde die Zuführung von wässeriger Monomerlösung zur Polymerisationsvorrichtung 18 gestoppt.
  • Das resultierende Wasser enthaltende Gel 19 wurde den Granulations-, Pulverisierungs- und Trocknungsverfahren in derselben An und Weise wie in Beispiel 6 unterzogen, wodurch wasserabsorbierende Teilchen B erhalten wurden. Die wasserabsorbierenden Teilchen B zeigten eine gesättigte Absorptionsfähigkeit von Wasser von 30 (g/g), eine Menge an wasserlöslichem Gehalt von 10 Gew.-% und eine Menge an restlichem Monomer von 800 ppm. Da heißt, von den wasserabsorbierenden Teilchen B wurde bestätigt, dass sie gegenüber den wasserabsorbierenden Teilchen A in jeder der obigen Eigenschaften schlechter waren. Wie beschrieben, konnte entsprechend dem vorangehenden Verfahren der vorliegenden Erfindung, durch Überwachen der Reaktionstemperaturen der Polymerisationsreaktion eine weitere Herstellung der wasserabsorbierenden Teilchen B mit unerwünschten Eigenschaften verhindert werden.
  • Hier konnte das erwünschte Muster der Polymerisationsreaktion, spezieller das in 8 (B) gezeigte Muster, erreicht werden, indem irgendeiner der nachfolgenden Schritte ohne Unterbrechung der Zuführung der wässerigen Monomerlösung zur Polymerisationsvorrichtung 18 durchgeführt wurde. 1) Reduzieren der Zuführungsmenge an Natriumpersulfat (NaPs) und/oder an L-Ascorbinsäure; 2) Reduzieren der Zuführungsmenge an Stickstoffgas pro Zeiteinheit aus dem Ejektor 12; 3) Dünnermachen der wässerigen Monomerlösung auf der oberen Oberfläche des Transportbandes 16; 4) Reduzieren der Temperatur des Kühlwassers und/oder Erhöhen der Zirkulationsmenge von Kühlwasser im Falle des Kühlens der Kühlzone 18a mit Kühlwasser.
  • Beispiel 8
  • Ein wasserabsorbierendes Polymer wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 6 unter Verwendung der in Beispiel 6 eingesetzten Herstellungsvorrichtung hergestellt. Jedoch wurde ausgehend von den Messergebnissen der Reaktionstemperaturen durch die Infrarot-Abstrahlungsthermometer T1 bis T6 als Schritt (C) der Start der Polymerisationsreaktion, wie durch das Muster D in 8 angegeben, verzögert und somit eine weitere Zuführung von Wasser zur Polymerisationsvorrichtung 18 gestoppt.
  • Das resultierende Wasser enthaltende Gel 19 wurde den Granulierungs-, Pulverisierungs- und Trocknungsverfahren in derselben Art und Weise wie für Beispiel 6 unterzogen, wodurch wasserabsorbierende Teilchen C erhalten wurden. Die wasserabsorbierenden Teilchen C zeigten eine gesättigte Absorptionsfähigkeit von Wasser von 34 (g/g), eine Menge an wasserlöslichem Gehalt von 12 Gew.-% und eine Menge an restlichen Monomeren von 1000 ppm. Das heißt, bei den wasserabsorbierenden Teilchen C wurde bestätigt, dass sie eine signifikant größere "Menge an wasserlöslichen Komponenten" und "einer Menge an restlichen Monomeren", verglichen mit den wasserabsorbierenden Teilchen A, haben. Wie beschrieben, entsprechend dem vorangehenden Verfahren der vorliegenden Erfindung, kann durch Überwachen der Reaktionstemperaturen der Polymerisationsreaktion eine weitere Herstellung der wasserabsorbierenden Teilchen C mit unerwünschten Eigenschaften verhindert werden.
  • Hier konnte das erwünschte Muster der Polymerisationsreaktion, insbesondere das in 8 (B) gezeigte Muster, erreicht werden, indem irgendexiner der nachfolgenden Schritte ohne Abbrechen der Zufuhr der wässerigen Monomerlösung zur Polymerisationsvorrichtung 18 durchgeführt wird. 1) Erhöhen der Zuführmenge an Natriumpersulfat (NaPs) und/oder an L-Ascorbinsäure; 2) Erhöhen der Zuführmenge an Stickstoffgas pro Zeiteinheit durch den Ejektor 12; 3) Erhöhen der Temperatur der wässerigen Monomerlösung, die auf die obere Oberfläche des Transportbandes 16 zugeführt wird; 4) Erhöhen der Temperatur des Kühlwassers im Kühlverfahren der Kühlungszone 18a mit Kühlwasser.
  • Beispiel 9
  • Wasserabsorbierende Teilchen wurden in derselben Art und Weise wie in Beispiel 4 hergestellt, außer dass das Wasser 43 nicht tropfenweise durch den Tropfentrichter 42 zugegeben, und mit Schritt (D) das Wasser 45 nicht aus der Sprühvorrichtung 44 aufgesprüht wurde.
  • Als Folge wurde ein Wasser enthaltendes Gel, das eine höhere Lichttransmission als das des Vergleichsbeispiels 1 zeigt, als Effekt der Durchführung des Schritts (A), erhalten. Das heißt, das Wasser enthaltende Gel, das 1) eine kleinere Menge an restlichen Blasen enthielt und somit 2) eine kleinere Menge an feinen Pulvern bei Zufügung einer mechanischen Beschädigung, die für eine pneumatische Beförderung erwartet wird, bildete und 3) erwünschte Absorptionsfähigkeit unter Druck und Absorptionsfähigkeit zeigte, wurde erhalten. Als Effekt des Durchführens des Schritts (B) wurde weiterhin keine Adhäsion des Polymers des oben neutralisierten Natriumacrylats in weißer Farbe im Zyklon-Raum und der inneren und äußeren Oberflächen der Einführungsleitung beobachtet.
  • Jedoch, da der Schritt (D) weggelassen wurde, wurde häufig beobachtet, dass das Wasser enthaltende Gel 19 am Transportband 16 anhaftete, und das Wasser enthaltende Gel 19 war schwierig vom Transportband 16 abzutrennen. Speziell vom an die inneren Oberflächen 16a' der Seitenwände 16a anhaftendem Wasser enthaltenden Gel 19 wurde beobachtet, dass es teilweise zurückblieb. Aus diesem Grund wurden die beiden Seitenenden des Wasser enthaltenden Gels 19, die vom Transportband 16 abgetrennt wurden, teilweise eingeschnitten, und ein Zerbrechen oder Abtrennen aus dem abgeschnittenen Bereich wurde beobachtet. Ferner wurde beim herausgeschnittenen Bereich häufig beobachtet, dass das Wasser enthaltende Gel 19 zwischen die Rotationswalzen 40 eingeschlossen wurde und beim Zuführungsanschluss des Gel-Zerkleinerers 21 verstopfte. Somit wurde ein reibungsloser Transport des Wasser enthaltenden Gels schwieriger. Zusätzlich haftete das Wasser enthaltende Gel 19 an den Walzenoberflächen der Rotationswalzen 40 an, und ein reibungsloser Transport des Wasser enthaltenden Gels 19 wurde häufig gestört.
  • Beispiel 10
  • Wasserabsorbierende Teilchen wurden in kontinuierlicher Art und Weise in derselben Art und Weise wie für Beispiel 4 hergestellt, außer dass die Kondensation von Wasserdampf (Wasser) auf den Walzenoberflächen (Trägerfläche) durch Zuführen von kaltem Wasser von 5°C innerhalb der jeweiligen Rotationswalzen 40 (beispielsweise innerhalb der rohrähnlichen Schalte der Rotationswalzen 40) gebildet wurde, anstelle durch Aufsprühen von Wasser 45 aus dem Wassersprüher 44 in Beispiel 4.
  • In der Herstellungsvorrichtung wurde keine Adhäsion des Wasser enthaltenden Gels 19 auf dem Transportband (Transportmittel) 16 und den Rotationswalzen (Transportmittel) 40 beobach tet, und das Wasser enthaltende Gel 19 wurde reibungslos transportiert. Darüber hinaus waren beide Seitenenden des Wasser enthaltenden Gels frei von Rissen und Einschnitten (Brüchen). Das Wasser enthaltende Gel 19 wurde, ohne in der Nähe des Zuführungsanschlusses des Gel-Zerkleinerers 21 eingeschlossen zu werden, transportiert.
  • Beispiel 11
  • Wasserabsorbierende Teilchen wurden in kontinuierlicher An und Weise in derselben Art und Weise wie für Beispiel 4 hergestellt, außer dass die Walzenoberflächen der jeweiligen Rotationswalzen 40 mit einem Befeuchtungsmittel bedeckt waren, und zusätzlich zu den in Beispiel 4 durchgeführten Verfahren wurde die Temperatur innerhalb jeder Rotationswalze 40 bei Temperaturen in einem Bereich von 60 bis 80°C unter Verwendung von Heizmitteln (nicht gezeigt) aufrechterhalten, und das Wasser enthaltende Gel 19 wurde, während es durch die Rotationswalzen 40 transportiert wurde, erhitzt.
  • In der Herstellungsvorrichtung wurde kein an das Transportband (Transportmittel) 16 und die Rotationswalzen (Transportmittel) 40 anhaftendes Wasser enthaltendes Gel 19 beobachtet, und das Wasser enthaltende Gel 19 wurde reibungslos transportiert. Darüber hinaus waren beide Seitenenden des Wasser enthaltenden Gels 19 frei von Rissen und Schnitten (Brüchen). Das Wasser enthaltende Gel 19 wurde, ohne in der Nähe des Zuführungsanschlusses eingeschlossen zu werden, transportiert.
  • Nach dem Verfahren dieses Beispiels wurde das von der Polyinerisationsvorrichtung 18 abgekratzte Wasser enthaltende Gel 19 erhitzt, das Wasser enthaltende Gel 19 granuliert, und somit konnte ein Kneten verhindert werden. Da weiterhin die Alterung des Wasser enthaltenden Gels fortschritt, enthielt ein Endprodukt an wasserabsorbierenden Teilchen mit dieser Wärmebehandlung eine kleinere Menge an restlichem Monomer oder wasserlöslichen Komponenten, verglichen mit den herkömmlichen wasserabsorbierenden Teilchen.
  • Es ist offensichtlich, dass die somit beschriebene Erfindung in vielen Arten und Weisen variiert werden kann. Derartige Variationen sollen nicht vom Grundgedanken und Schutzumfang der Erfindung abweichen, und sämtliche derartige Modifikationen, die für den Fachmann im Stand der Technik offensichtlich wären, sollen vom Schutzumfang der nachfolgenden Ansprüche erfasst werden.

Claims (29)

  1. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers (19) durch kontinuierliches Durchführen einer Polymerisation eines hydrophilen Monomers unter Verwendung einer Lösung, enthaltend ein hydrophiles Monomer, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens einen der nachfolgenden Schritte (A) bis (D) umfaßt: (A) Einleiten eines Inertgases in die Lösung in kontinuierlicher An und Weise, bevor die Lösung einer Polymerisationsreaktion unterzogen wird, und nachfolgendes Entfernen des Inertgases aus der Lösung; (B) Zuführen der Lösung zu einem Polymerisationsverfahren und Auswaschen der Lösung mit Wasser (30b), das vor, bei oder nach dem Zeitpunkt des Zuführens der Lösung zum Polymerisationsverfahren zugeführt wird; (C) berührungsfreies Bestimmen der Reaktionstemperaturen einer Polymerisationsreaktion an einer Vielzahl von Stellen mit unterschiedlichem Abstand zu der Stelle, an der die Lösung zugeführt wird; und (D) Zuführen von Wasser zu einem Wasser enthaltenden Gel (19) und/oder den Transportmitteln (16, 40), wenn das Wasser enthaltende Gel des Wasser absorbierenden Polymers, erhalten in oder nach der Polymerisationsreaktion, transportiert wird.
  2. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerisation des hydrophilen Monomers auf einem Endlosband (16) durchgeführt wird.
  3. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (C) die Schritte umfaßt: Bestimmen mindestens einer Temperatur während der zweiten Hälfte der Polymerisationsreaktion oder einer Spitzentemperatur oder eines Hauptbelastungszeitpunkts, und Steuern der Polymerisationsreaktion, basierend auf den Ergebnissen der Bestimmung des obigen Schritts.
  4. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass: die Polymerisationsreaktion für eine vorherbestimmte Zeitspanne unter Kühlen durchgeführt wird, und die Polymerisationsreaktion, basierend auf den Ergebnissen der Bestimmung des Schritts (C) so gesteuert wird, dass die Hauptpolymerisation in der vorbestimmten Zeitspanne auftritt.
  5. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass: die Polymerisationsreaktion durch Einstellen der Zuführmenge und/oder der Temperatur des hydrophilen Monomers gesteuert wird.
  6. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass: in Schritt (A) das Inertgas aus der Lösung entfernt wird, bevor die Lösung der Polymerisationsreaktion unterzogen wird.
  7. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers nach Anspruch 1, 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass: in Schritt (A) das der Lösung kontinuierlich zugeführte Inertgas durch Einsetzen von Ultraschall aus der Lösung entfernt wird.
  8. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass: der Ultraschall eine Frequenz von nicht weniger als 25 kHz aufweist.
  9. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers nach Anspruch 1, 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass: in Schritt (A) das der Lösung kontinuierlich zugeführte Inertgas durch Erzeugen eines Kreislaufs der Lösung aus der Lösung entfernt wird.
  10. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers nach Anspruch 9, das weiterhin den Schritt aufweist: Zuführen eines Initiators für die Polymerisationsreaktion zum Kreislauf der Lösung.
  11. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers nach Anspruch 1, 2, 6, 7, 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass: in Schritt (A) das Inertgas aus der Lösung so entfernt wird, dass ein resultierendes Wasser enthaltendes Gel in einer Form des Wasser absorbierenden Polymers eine Lichtdurchlässigkeit von nicht weniger als 10% aufweist.
  12. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (B) ferner die Schritte umfaßt: Zuführen der Lösung, enthaltend ein hydrophiles Monomer, in einen Behälter (15) mit einem Zuführanschluß (15d), durch den die Lösung darin zugeführt wird, und einem Auslaßanschluß (15a), durch den die Lösung hieraus entfernt wird, wobei der Auslaßanschluß (15a) unterhalb einer Position vorgesehen ist, an der der Zuführanschluß (15d) vorgesehen ist, und Zuführen von Wasser (30b) zu mindestens einem Teil eines Bereichs einer inneren Oberfläche des Behälters (15), mit dem die Lösung bei oder vor dem Zeitpunkt des Zuführens der Lösung in den Behälter (15) in Kontakt kommt.
  13. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass: am engsten Bereich des Behälters (15), der von einer Querlinie zwischen einer inneren Oberfläche des Behälters (15) und einer horizontalen Ebene umgeben ist, die horizontale Ebene die Auslaßöffnung (15a) aufweist.
  14. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass: der engste Bereich des Behälters (15), der von einer Querlinie zwischen einer inneren Oberfläche des Behälters (15) und einer horizontalen Ebene umgeben ist, unterhalb einer Ebene angeordnet ist, die den Zuführanschluß (15d) aufweist und oberhalb der Ebene, die die Auslaßöffnung (15a) aufweist.
  15. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers nach den Ansprüchen 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass: der Behälter einen Mischer (15) zum Mischen der ein hydrophiles Monomer enthaltenden Lösung mit einem Initiator der Polymerisationsreaktion umfaßt.
  16. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers nach den Ansprüchen 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass: der Behälter Gasentfernungsmittel (15) aufweist, um das Inertgas aus der ein hydrophiles Monomer enthaltenden Lösung zu entfernen.
  17. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (B) die Schritte umfaßt: Zuführen der ein hydrophiles Monomer enthaltenden Lösung aus einer Einlaßleitung zu einer Polymerisationssektion (18) und Zuführen von Wasser, vor oder bei dem Zeitpunkt des Zuführens der ein hydrophiles Monomer enthaltenden Lösung zur Polymerisationssektion, zu mindestens einem Teil eines Bereichs der inneren Oberfläche und/oder äußeren Oberfläche des Behälters, wo die Lösung in Kontakt kommt.
  18. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass: die Polymerisationssektion mit Transportmitteln (16) ausgestattet ist, um die zugeführte Lösung kontinuierlich von der Einlaßleitung auf einer oberen Oberfläche davon zu transportieren, und die Lösung auf die obere Oberfläche der Transportmittel (18) aus einer Position 0,5 cm bis 50 cm über der oberen Oberfläche zugeführt wird.
  19. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (D) die Schritte umfaßt: Zuführen von Wasser (43), wenn das Wasser enthaltende, durch eine Trägerfläche (16a') der Transportmittel (16) getragene Gel zur Trägerfläche und/oder einem Bereich in der Nähe eines Teils des Wasser enthaltenden, durch die Trägerfläche getragenen Gels transportiert wird, und nachfolgend Transportieren des von der Trägerfläche abgetrennten, Wasser enthaltenden Gels nach Außerhalb der Transportmittel.
  20. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (D) den Schritt umfaßt: Zuführen von Wasser (43), wenn das Wasser enthaltende, durch eine Trägerfläche der Transportmittel (40) getragene Gel, während es relativ zur Trägerfläche bewegt wird, zur Trägerfläche und/oder einem Bereich in der Nähe eines Teils des Wasser enthaltenden, durch die Trägerfläche getragenen Gels transportiert wird.
  21. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (D) die Schritte umfaßt: Zuführen von Wasser (43), wenn das Wasser enthaltende Gel transportiert wird, resultierend aus einer statischen Polymerisation des hydrophilen Monomers auf einem Endlosband entlang einer Transportrichtung, während es durch eine Trägerfläche des Endlosbandes getragen wird, zu einem rückwärtigen Endbereich der Trägerfläche in der Transportrichtung des Wasser enthaltenden Gels und/oder zu einem rückwärtigen Endbereich des Wasser enthaltenden Gels in der Transportrichtung des Wasser enthaltenden Gels, und nachfolgend Transportieren des von der Trägerfläche abgetrennten, Wasser enthaltenden Gels nach Außerhalb des Endlosbandes.
  22. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers nach Anspruch 19, 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass: in Schritt (D) das Wasser zugeführt wird in Form einer Kondensation durch Einstellen der Temperatur der Trägerfläche auf oder unterhalb des Taupunkts der Atmosphäre.
  23. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (D) die Schritte umfaßt: Zuführen von Wasser zum Wasser enthaltenden Gel und/oder den Walzen (40), wenn das Wasser enthaltende Gel transportiert wird, während es durch Walzen (40) als Transportmittel getragen wird.
  24. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers nach Anspruch 1, 2, 19, 20, 21, 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (D) den Schritt des Erhitzens des Wasser enthaltenden Gels umfaßt, das durch die Transportmittel getragen wird.
  25. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers durch kontinuierliches Durchführen einer Polymerisation eines hydrophilen Monomers unter Verwendung einer Lösung, enthaltend ein hydrophiles Monomer, dadurch gekennzeichnet, dass es den Schritt aufweist: (C) berührungsfreies Bestimmen der Reaktionstemperaturen einer Polymerisationsreaktion an einer Vielzahl von Stellen mit unterschiedlichem Abstand zu der Stelle, an der die Lösung zugeführt wird.
  26. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin den Schritt aufweist: (D) Zuführen von Wasser zu einem Wasser enthaltenden Gel und/oder den Transportmitteln, wenn das Wasser enthaltende Gel des Wasser absorbierenden Polymers, erhalten in oder nach der Polymerisationsreaktion, transportiert wird.
  27. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers durch kontinuierliches Durchführen einer Polymerisation eines hydrophilen Monomers unter Verwendung einer Lösung, enthaltend ein hydrophiles Monomer, dadurch gekennzeichnet, dass es den Schritt aufweist: (A) Einleiten eines Inertgases in die Lösung in kontinuierlicher Art und Weise, bevor die Lösung einer Polymerisationsreaktion unterzogen wird, und nachfolgendes Entfernen des Inertgases aus der Lösung.
  28. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers durch kontinuierliches Durchführen einer Polymerisation eines hydrophilen Monomers unter Verwendung einer Lösung, enthaltend ein hydrophiles Monomer, dadurch gekennzeichnet, dass es den Schritt aufweist: (D) Zuführen von Wasser zu einem Wasser enthaltenden Gel und/oder den Transportmitteln, wenn das Wasser enthaltende Gel des Wasser absorbierenden Polymers, erhalten in oder nach der Polymerisationsreaktion, transportiert wird.
  29. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Wasser absorbierenden Polymers durch kontinuierliches Durchführen einer Polymerisation eines hydrophilen Monomers unter Verwendung einer Lösung, enthaltend ein hydrophiles Monomer, dadurch gekennzeichnet, dass es den Schritt aufweist: (B) Zuführen der Lösung zu einem Polymerisationsverfahren und Auswaschen der Lösung mit Wasser, das vor, bei oder nach dem Zeitpunkt des Zuführens der Lösung zum Polymerisationsverfahren zugeführt wird.
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