JP2000063527A - 含水ゲル状架橋重合体の細粒化方法 - Google Patents

含水ゲル状架橋重合体の細粒化方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクリュウ式押出機を用いた含水ゲル状架橋
重合体の粉砕処理において、含水ゲル状架橋重合体に対
してほとんど機械的外力を加えることなく、均一な粉砕
を行うことができる含水ゲル状架橋重合体の細粒化方法
を提供する。 【解決手段】 含水ゲル状架橋重合体が供給口１４側へ
逆戻りすることを防止する逆戻り防止部材２０を、少な
くとも押出口１６近傍に備えているスクリュウ式押出機
を用いて、含水ゲル状架橋重合体を粉砕する。上記逆戻
り防止部材２０は、ケーシング１１内面にラセン状に形
成されている帯状突起２０ａであることが好ましい。こ
れによって、スクリュウ１３の回転を妨げることなく効
率的かつ良好に含水ゲル状架橋重合体を粉砕することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸水性樹脂の材料
として好適に用いられる含水ゲル状架橋重合体を粉砕す
るといった、含水ゲル状架橋重合体の細粒化方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】水溶性エチレン性不飽和単量体を、微量
の架橋剤の存在下で水溶液重合することにより、親水性
かつ吸水性を有する架橋された重合体として、含水ゲル
状架橋重合体が得られることはよく知られている。
【０００３】上記含水ゲル状架橋重合体（以下、単に含
水ゲルとする）は半固体状で弾性に富むゲル状物であ
り、そのまま使用されることはほとんどなく、多くの場
合、乾燥効率を高めるために、一端、粉砕などにより細
粒化された後に乾燥され、さらに、適宜粉砕される。そ
の後、乾燥粉末状態となった上記含水ゲルは、親水性か
つ吸水性を有する樹脂、すなわち、吸水性樹脂としてさ
まざまな用途に使用される。
【０００４】従来より、上記含水ゲルの細粒化方法とし
ては、たとえば、重合後の含水ゲルを、ミートチョッパ
ーなどのスクリュウ式押出機で粉砕する方法などが用い
られている。
【０００５】上記スクリュウ式押出機を用いて含水ゲル
を粉砕する技術としては、特開平５−７０５９７号公報
に開示されている吸水性樹脂の製造方法が挙げられる。
この方法では、含水ゲルを、４５℃〜９０℃の温度で加
温し、孔径６．５ｍｍ〜１８ｍｍの孔を有する多孔板を
備えるスクリュウ式押出機から押し出し、その後、押し
出された含水ゲルをロールミルになどで粉砕して細粒化
している。
【０００６】上記方法では、平均ゲル粒径が０．５ｍｍ
〜３ｍｍの範囲内で、粒度分布の狭い粒子状の含水ゲル
が得られる。それゆえ、乾燥効率が大幅に改善され、残
存単量体の著しく少ない吸水性樹脂を高い生産性で得る
ことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ここで、上記含水ゲル
が細粒化される際には、機械的外力ができる限り作用し
ないことが好ましい。これは、機械的外力によって、含
水ゲルにおける架橋重合鎖が切断されて、最終的に得ら
れる吸水性樹脂の水可溶性成分量が増大するおそれがあ
るためである。
【０００８】ところが、上記特開平５−７０５９７号公
報の方法では、含水ゲルの細粒化（粉砕処理）に際して
行われるスクリュウ式押出機からの押し出し時に、含水
ゲルがケーシング内で非常に滞留し易くなる。そのた
め、スクリュウの回転に伴って含水ゲルに機械的外力が
過剰に作用することになり、含水ゲルが練られてしまう
という問題点を招来している。
【０００９】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、スクリュウ式押出機を用いた含
水ゲル状架橋重合体の粉砕処理において、含水ゲル状架
橋重合体に対してほとんど機械的外力を加えることな
く、均一な粉砕を行うことができる細粒化方法を提供す
ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題点を解決するために鋭意検討した結果、スクリュウ式
押出機における押出口近傍において、該押出機のケーシ
ング内に含水ゲル状架橋重合体の逆戻りを防止する構成
を設けることによって、ほとんど機械的外力を加えるこ
となく含水ゲル状架橋重合体を良好に押し出して粉砕し
得ることを見出した。
【００１１】また、本発明者らは、スクリュウ式押出機
のケーシング内にできる限り多くの含水ゲル状架橋重合
体を充填して粉砕処理を行うことによっても、ほとんど
機械的外力を加えることなく含水ゲル状架橋重合体を良
好に押し出して粉砕し得ることを見出し、本発明を完成
させるに至った。
【００１２】すなわち、本発明にかかる含水ゲル状架橋
重合体の細粒化方法は、上記の問題点を解決するため
に、含水ゲル状架橋重合体（以下、適宜含水ゲルと省略
する）をスクリュウ式押出機の供給口から供給し、多孔
板を備える押出口から押し出して粉砕処理を行う含水ゲ
ル状架橋重合体の細粒化方法において、上記スクリュウ
式押出機として、含水ゲル状架橋重合体が供給口側へ逆
戻りすることを防止する逆戻り防止部材を少なくとも押
出口近傍に備えているものを用いることを特徴としてい
る。
【００１３】上記方法では、用いられるスクリュウ式押
出機が逆戻り防止部材を備えているため、含水ゲルが供
給口側へ逆戻りせず、円滑に押出口から押し出される。
それゆえ、スクリュウ式押出機のケーシング内で含水ゲ
ルが滞留することがなくなり、含水ゲルに対して機械的
外力が加えらて練られることが回避される。その結果、
含水ゲルの物性を低下させることなく容易に細粒化する
ことができる。
【００１４】しかも、上記スクリュウ式押出機内で含水
ゲルが滞留しないということは、投入された含水ゲルが
迅速に押出口から押し出されることである。そのため、
含水ゲルの細粒化効率を向上させることもできることに
なる。すなわち、含水ゲルの細粒化の処理量を大幅に向
上させることができる。
【００１５】上記逆戻り防止部材は、スクリュウ式押出
機のケーシング内において、ラセン状または同心円状に
形成されている帯状突起であることが好ましい。
【００１６】逆戻り防止部材が上記構成となっていれ
ば、ケーシング内でスクリュウの回転を妨げることな
く、含水ゲルの逆戻りを効果的に防止することができ
る。また、スクリュウ式押出機の構成の複雑化も回避す
ることが可能となる。
【００１７】本発明にかかる含水ゲル状架橋重合体の細
粒化方法では、スクリュウ式押出機を用いた粉砕処理に
際して、上記スクリュウ式押出機のケーシング内に含水
ゲル状架橋重合体を完全に充填して粉砕処理を行った場
合の単位時間当たりの処理量をＡとし、このときと同一
の回転数でスクリュウが回転する状態で供給される含水
ゲル状架橋重合体の供給量をＢとした場合、次式、 Ｃ＝（Ｂ／Ａ）×１００ で定義される充填率Ｃを３０％〜１００％の範囲内とす
ることが好ましい。
【００１８】上記方法によれば、スクリュウ式押出機内
で回転するスクリュウの回転に余計な力が加えられるこ
とが回避される。そのため、粉砕処理に際して、含水ゲ
ルに機械的外力が加えられて練られることがなく、含水
ゲルの物性を低下させないで、より良好に細粒化するこ
とができる。
【００１９】また、上記粉砕処理に際しては、上記スク
リュウ式押出機に供給された含水ゲル状架橋重合体の供
給量に応じて、上記充填率Ｃが３０％〜１００％の範囲
内になるように、スクリュウの回転数を変化させること
が好ましい。
【００２０】上記方法によれば、スクリュウ式押出機の
ケーシング内に存在する含水ゲルの量に対応するように
スクリュウが回転することになる。その結果、過剰な回
転数により含水ゲルに余計な機械的外力が加えられるこ
とがなく、含水ゲルが練られることをより確実に回避す
ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明にかかる含水ゲル状架橋重
合体の細粒化方法を、図１ないし図５に基づいて以下に
詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。本発明において細粒化される含水ゲル状架橋重合
体は、たとえば、吸水性樹脂として好適に用いられるも
のであって、エチレン性不飽和単量体を、架橋構造を形
成するように水溶液重合することによって得られるもの
である。
【００２２】上記含水ゲル状架橋重合体の原料として用
いられるエチレン性不飽和単量体は、水溶性を有する単
量体であり、具体的には、たとえば、（メタ）アクリル
酸、β−アクリロイルオキシプロピオン酸、マレイン
酸、無水マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン
酸、ケイ皮酸、２−（メタ）アクリロイルエタンスルホ
ン酸、２−（メタ）アクリロイルプロパンスルホン酸、
２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスル
ホン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、アリ
ルスルホン酸、ビニルホスホン酸、２−（メタ）アクリ
ロイルオキシエチルリン酸などの酸基含有単量体、およ
びこれらのアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩、アン
モニウム塩、アルキルアミン塩；Ｎ，Ｎ−ジメチルアミ
ノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミ
ノプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルア
ミノプロピル（メタ）アクリルアミドなどのジアルキル
アミノアルキル（メタ）アクリレート類およびこれら四
級化物（たとえば、アルキルハイドライドとの反応物、
ジアルキル硫酸との反応物など）；Ｎ−アルキルビニル
ピリジニウムハライド；２−ヒドロキシエチルメタアク
リレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレー
トなどのヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート；ア
クリルアミド、メタアクリルアミド、Ｎ−エチル（メ
タ）アクリルアミド、Ｎ−ｎ−プロピル（メタ）アクリ
ルアミド、Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、
Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド；メトキシポ
リエチレングリコール（メタ）アクリレートなどのアル
コキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、
ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート；ビ
ニルピリジン、Ｎ−ビニルピリジン、Ｎ−ビニルピロリ
ドン、Ｎ−アクリロイルピペリジン；Ｎ−ビニルアセト
アミド；などが挙げられる。これらエチレン性不飽和単
量体は、一種類のみを用いてもよく、また、二種類以上
を適宜混合してもよい。
【００２３】上記例示のエチレン性不飽和単量体のう
ち、アクリル酸塩系単量体を主成分として含む単量体を
用いると、得られる含水ゲル状架橋重合体の吸水特性や
安全性がより一層向上するので好ましい。ここで、アク
リル酸塩系単量体とは、アクリル酸、および／またはア
クリル酸の水溶性塩類を示す。
【００２４】また、アクリル酸の水溶性塩類とは、中和
率が３０モル％〜１００モル％の範囲内、好ましくは５
０モル％〜９９モル％の範囲内であるアクリル酸のアル
カリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、ヒ
ドロキシアンモニウム塩、アミン塩、アルキルアミン塩
を示す。上記例示の水溶性塩類のうち、ナトリウム塩お
よびカリウム塩がさらに好ましい。
【００２５】これらアクリル酸塩系単量体は、単独で用
いてもよく、また、二種類以上を併用してもよい。な
お、吸水性樹脂の平均分子量（重合度）は、特に限定さ
れるものではない。
【００２６】上記エチレン性不飽和単量体を主成分とし
て含む単量体組成物を、架橋剤の存在下で重合させるこ
とによって上記の含水ゲル状架橋重合体を得ることがで
きるが、上記単量体組成物には、得られる含水ゲル状架
橋重合体の親水性を阻害しない程度に、上記エチレン性
不飽和単量体と共重合可能な他の単量体（共重合性モノ
マー）を含んでいてもよい。
【００２７】上記の共重合性モノマーとしては、具体的
には、たとえば、メチル（メタ）アクリレート、エチル
（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレートな
どの（メタ）アクリル酸エステル類；酢酸ビニル、プロ
ピオン酸ビニルなどの疏水性単量体；などが挙げられ
る。これら共重合性モノマーは、単独で用いてもよく、
また、二種類以上を適宜混合して用いてもよい。
【００２８】また、上記単量体成分を重合させる際に用
いられる架橋剤としては、たとえば、分子内にビニル基
を複数有する化合物；分子内にカルボキシル基やスルホ
ン酸基と反応することのできる官能基を複数含有する化
合物；などが挙げられる。これら架橋剤は、単独で用い
てもよく、また、二種類以上を併用してもよい。
【００２９】分子内にビニル基を複数含有する化合物と
しては、具体的には、たとえば、Ｎ，Ｎ−メチレンビス
（メタ）アクリルアミド、（ポリ）エチレングリコール
ジ（メタ）アクリレート、（ポリ）プロピレングリコー
ルジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパント
リ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ
（メタ）アクリレート、グリセリントリ（メタ）アクリ
レート、グリセリンアクリレートメタクリレート、エチ
レンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ（メ
タ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メ
タ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メ
タ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジアリルアクリルアミド、
トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレー
ト、トリアリルホスフェート、トリアリルアミン、ジア
リルオキシ酢酸、Ｎ−メチル−Ｎ−ビニルアクリルアミ
ド、ビス（Ｎ−ビニルカルボン酸アミド）、テトラアリ
ロキシエタンなどが挙げられる。
【００３０】分子内にカルボキシル基やスルホン酸基と
反応することのできる官能基を複数有する化合物として
は、（ポリ）エチレングリコール、（ポリ）プロピレン
グリコール、１，３−プロパンジオール、２，２，４−
トリメチル−１，３−ペンタンジオール、（ポリ）グリ
セリン、２−ブテン−１，４−ジオール、１，４−ブタ
ンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキ
サンジオール、１，２−シクロヘキサンジメタノール、
トリメチロールプロパン、ジエタノールアミン、トリエ
タノールアミン、ペンタエリスリトール、ソルビトール
などの多価アルコール化合物；（ポリ）エチレングリコ
ールジグリシジルエーテル、（ポリ）グリセロールポリ
グリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエ
ーテル、（ポリ）プロピレングリコールジグリシジルエ
ーテル、グリシドールなどのエポキシ化合物；エチレン
ジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラ
ミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキ
サミン、ポリアミドポリアミン、ポリエチレンイミンな
どの多価アミン化合物、並びに、それら多価アミンとハ
ロエポキシ化合物との縮合物；２，４−トリレンジイソ
シアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの多
価イソシアネート化合物；１，２−エチレンビスオキサ
ゾリンなどの多価オキサゾリン化合物；γ−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルト
リメトキシシランなどのシランカップリング剤；１，３
−ジオキソラン−２−オン、４−メチル−１，３−ジオ
キソラン−２−オン、４，５−ジメチル−１，３−ジオ
キソラン−２−オン、４，４−ジメチル−１，３−ジオ
キソラン−２−オン、４−エチル−１，３−ジオキソラ
ン−２−オン、４−ヒドロキシメチル−１，３−ジオキ
ソラン−２−オン、１，３−ジオキサン−２−オン、４
−メチル−１，３−ジオキサン−２−オン、４，６−ジ
メチル−１，３−ジオキサン−２−オン、１，３−ジオ
キソパン−２−オンなどのアルキレンカーボネート化合
物；エピクロロヒドリンなどのハロエポキシ化合物；亜
鉛、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、鉄、ジ
ルコニウムなどの水酸化物あるいは塩化物などが挙げら
れる。
【００３１】上記の架橋剤の使用量としては、特に限定
されるものではないが、上記単量体成分に対して、０．
０００１モル％〜１０モル％の範囲内であることが好ま
しく、０．００１モル％〜１モル％の範囲内であること
がより好ましい。
【００３２】本発明において、上記の単量体成分を重合
する方法は、特に限定されるものではなく、バルク重
合、沈澱重合、水溶液重合または逆相懸濁重合などの従
来公知の種々の重合方法を採用することができる。その
なかでも、得られる吸水性樹脂の吸水特性を向上させる
とともに、重合の制御の容易さから、上記の単量体成分
を水溶液とした、水溶液重合が好ましい。
【００３３】上記重合反応中は、単量体成分を撹拌する
ことなく、静置して重合させるほうが好ましい。さら
に、上記のエチレン性不飽和単量体を水溶液重合させる
際には、連続式重合、または回分重合の何れかの方式を
採用してもよく、また、常圧、減圧、加圧の何れの圧力
下で実施してもよい。なお、重合反応は、窒素、ヘリウ
ム、アルゴン、二酸化炭素などの不活性ガスの気流下で
行うことが好ましい。
【００３４】上記重合反応における重合開始時には、た
とえば、重合開始剤、あるいは放射線や電子線、紫外
線、電磁線などの活性化エネルギー線などを用いること
ができる。上記重合開始剤としては、具体的には、たと
えば、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸
カリウム、過酸化水素などの無機化合物；ｔ−ブチルハ
イドロパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、クメンハイ
ドロパーオキサイドなどの有機過酸化物；２，２’−ア
ゾビス（Ｎ，Ｎ’−メチレンイソブチルアミジン）また
はその塩、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオン
アミジン）またはその塩、２，２’−アゾビス（２−ア
ミジノプロパン）またはその塩、４，４’−アゾビス−
４−シアノ吉草酸などのアゾ化合物；などのラジカル重
合開始剤が挙げられる。
【００３５】これら重合開始剤は、単独で用いてもよ
く、また、二種類以上を併用してもよい。また、重合開
始剤として過酸化物を用いる場合には、たとえば、亜硫
酸塩、重亜硫酸塩、Ｌ−アスコルビン酸（塩）などの還
元剤を併用して酸化還元（レドックス）重合を行っても
よい。
【００３６】本発明において、上記単量体成分を重合し
て得られる含水ゲル状架橋重合体は、内部に気泡を含有
していると、得られる吸水性樹脂の吸水特性を向上させ
ることができるので特に好ましい。内部に気泡を含有す
る含水ゲル状架橋重合体は、上記単量体成分を、気泡を
含有するように、架橋剤の存在下で重合させることによ
って容易に得ることができる。このような重合方法とし
ては、アゾ系開始剤の存在下での重合方法；発泡剤とし
て炭酸塩（特開平５−２３７３７８号公報、特開平７−
１８５３３１号公報）を用いての重合方法；ペンタンや
トリフルオロエタンなどの水に不溶な発泡剤をモノマー
中に分散させての重合方法（米国特許第５３２８９３５
号公報、米国特許第５３３８７６６号公報）；固体微粒
子状発泡剤を用いての重合法（国際公開ＷＯ９６／１７
８８４号公報）；界面活性剤の存在下に、不活性気体を
分散させながら重合する方法；など、従来公知の種々の
方法を採用することができる。
【００３７】上記単量体成分を架橋剤の存在下で重合さ
せる際には、溶媒として水を用いることが好ましい。つ
まり、上記単量体成分および架橋剤を水溶液とすること
が好ましい。これは、得られる吸水性樹脂の吸水特性を
向上させるとともに、発泡剤による発泡を効率的に行う
ためである。
【００３８】上記水溶液（以下、単量体水溶液とする）
中の単量体成分の濃度は、２０重量％〜６０重量％の範
囲内がより好ましい。単量体成分の濃度が２０重量％未
満の場合には、得られる吸水性樹脂の水可溶性成分量が
増加するおそれがあるとともに、発泡剤による発泡が不
十分となり、吸水速度を向上させることができなくなる
おそれがある。一方、単量体成分の濃度が６０重量％を
越える場合には、反応温度並びに発泡剤による発泡を制
御することが困難となるおそれがある。
【００３９】また、単量体水溶液の溶媒として、水と、
水に可溶な有機溶媒とを併用することもできる。該有機
溶媒としては、具体的には、たとえば、メチルアルコー
ル、エチルアルコール、アセトン、ジメチルスルホキシ
ド、エチレングリコールモノメチルエーテルなどが挙げ
られる。これら有機溶媒は、単独で用いてもよく、ま
た、２種類以上を併用してもよい。
【００４０】上記単量体水溶液に加えられる発泡剤は、
該単量体水溶液に分散あるいは溶解するものを使用する
ことができる。該発泡剤としては、具体的には、たとえ
ば、ｎ−ペンタン、２−メチルプロパン、２，２−ジメ
チルプロパン、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、置換さ
れたベンゼン、クロロメタン、クロロフルオロメタン、
１，１，２−トリクロロトリフルオロメタン、メタノー
ル、エタノール、イソプロパノール、アセトン、アゾジ
カルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリルなどの上
記単量体水溶液に分散あるいは溶解する揮発性の有機化
合物；重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、重炭酸ア
ンモニウム、亜硝酸アンモニウム、塩基性炭酸マグネシ
ウム、炭酸カルシウムなどの炭酸塩；ドライアイス；ア
ミノ基含有アゾ化合物のアクリル酸塩などが挙げられ
る。上記発泡剤は、単独で用いてもよく、二種類以上を
併用してもよい。
【００４１】単量体に対する発泡剤の使用量は、単量体
および発泡剤の組み合わせなどに応じて適宜設定すれば
よく、特に限定されるものではない。しかしながら、単
量体１００重量部に対して０．００１重量部〜１０重量
部の範囲内であることがより好ましい。発泡剤の使用量
が上記の範囲から外れると、得られる吸水性樹脂の吸水
特性が不十分となるおそれがある。
【００４２】上記のようにして得られた含水ゲルの含水
率は、一般に１０〜９０重量％の範囲であり、好ましく
は２０〜８０重量％の範囲である。含水率が１０重量％
未満では、含水ゲルの粉砕が困難となったり、気泡を含
有する含水ゲルの場合、気泡が潰れてしまうことがあ
る。また、含水率が９０重量％よりも高くなると、粉砕
後の乾燥に時間を要しすぎることになる。
【００４３】上記含水ゲルは、所定の大きさに粉砕して
得られる粒子状の含水ゲル（以下、細粒化含水ゲルとす
る）とした後に乾燥することによって吸水性樹脂とする
ことができるが、上記細粒化に際して、含水ゲルは均一
かつ練られないように粉砕されなければならない。これ
は、得られる吸水性樹脂の物性が低下することになるた
めである。
【００４４】具体的には、含水ゲルが均一に粉砕されな
い場合、細粒化含水ゲルの粒子の粒度分布が広くなっ
て、含水ゲルを均一に乾燥することができなくなり、未
乾燥物の発生を招来する。この未乾燥物は非常に大きな
粘着力を有しているため、乾燥後の粉砕工程で粉砕機内
に付着して粉砕を妨げることになる。また、未乾燥物が
最終製品である吸水性樹脂に混入すると該吸水性樹脂の
物性を低下させることにもなる。
【００４５】さらに、含水ゲルが粉砕過程で練られてし
まうと、含水ゲルの架橋鎖が切断され、可溶成分量の増
大を招来して最終製品である吸水性樹脂の物性を低下さ
せる。また、含水ゲルが気泡を有しているような場合に
は、該気泡が粉砕過程で練り潰され、やはり吸水性樹脂
の物性を低下させる。
【００４６】そこで、上記含水ゲルは粒度分布がシャー
プになるように均一に粉砕されるとともに、粉砕時に含
水ゲルが練られないようにする必要がある。このような
含水ゲルの粉砕を行うために、本発明では、少なくとも
押出口近傍に逆戻り防止部材を備えるスクリュウ式押出
機を用いている。
【００４７】本発明に用いられる上記スクリュウ式押出
機は、少なくとも押出口近傍に逆戻り防止部材を備えて
おり、円筒状のケーシング内に回転する１軸または多軸
のスクリュウを有する構成であれば特に限定されるもの
ではない。上記スクリュウ式押出機としては、たとえ
ば、図１に示すように、ケーシング１１、台１２、スク
リュウ１３、供給口１４、ホッパー１５、押出口１６、
多孔板１７、回転刃１８、リング１９、逆戻り防止部材
２０、モータ２１、筋状突起２２などを備えている構成
のものを好適に用いることができる。
【００４８】上記ケーシング１１は円筒状となってお
り、その内部にケーシング１１の長手方向に沿ってスク
リュウ１３が配置されている。円筒状のケーシング１１
における一方の端部には、含水ゲルを押し出して粉砕す
る押出口１６が設けられており、もう一方の端部には、
スクリュウ１３を回転させるためのモータ２１や駆動系
などが設けられている。ケーシング１１の下方には台１
２が設けられており、これによってスクリュウ式押出機
を床に安定して配置させることができる。一方、ケーシ
ング１１の上方には、含水ゲルを供給するための供給口
１４が設けられており、好ましくは、含水ゲルを供給し
易くするためのホッパー１５が備えられている。
【００４９】上記ケーシング１１の形状や大きさは、ス
クリュウ１３の形状に対応するような円筒状の内面を有
していれば特に限定されるものではない。また、スクリ
ュウ１３の回転数は、スクリュウ式押出機の形状によっ
て適宜異なるため特に限定されるものではないが、後述
するように、含水ゲルの供給量に応じてスクリュウ１３
の回転数を変化させることが好ましい。
【００５０】上記スクリュウ１３の回転方向については
特に限定されるものではない。本発明では、モータ２１
を接続されている側の端部から見て、スクリュウ１３は
右まわりに回転するようになっている。
【００５１】上記押出口１６には、図２（ａ）・（ｂ）
に示すような複数の孔１７ａ…を有する多孔板１７が配
置されている。また、この多孔板１７は、リング１９に
よって押出口１６に着脱可能に固定されている。これ
は、多孔板１７の孔１７ａの径によって細粒化含水ゲル
の粒子の大きさが決定されるため、含水ゲルの粒子の大
きさを調節するためには孔１７ａの径が異なる多孔板１
７を適宜取り替える必要が生じるためである。
【００５２】上記多孔板１７の厚さは１ｍｍ〜２０ｍｍ
の範囲内である。また、複数の孔１７ａ…の径は、０．
８ｍｍ〜２８ｍｍの範囲内にあることが好ましく、５ｍ
ｍ〜２４ｍｍの範囲内にあることがより好ましい。孔１
７ａの径が上記の範囲内にあれば、押し出しに際して含
水ゲルに過剰に機械的外力が加えられることないため、
含水ゲルを良好に細粒化することができる。
【００５３】なお、従来では、含水ゲルをスクリュウ式
押出機により押し出す際には、多孔板の孔の径が６．５
ｍｍ〜１８ｍｍの範囲内にあることが好ましいとされて
きた。これは、逆戻り防止部材を備えていないスクリュ
ウ式押出機では、孔の径が上記範囲から外れると、含水
ゲルを良好に細粒化することができなくなるためであ
る。
【００５４】具体的には、従来では、上記範囲よりも孔
の径が小さいと、多孔板から含水ゲルを押し出すために
非常に大きな力が必要となり、含水ゲルがケーシング内
で練られて物性が低下するとともに生産性が低下する。
一方、孔の径が上記の範囲よりも大きいと、得られる含
水ゲルの粒の大きさが均一でなくなり、吸水性樹脂の製
造に際して細粒化後の乾燥が均一に行われなくなって、
吸水性樹脂の物性を低下させることになる。
【００５５】これに対して、本発明にかかる含水ゲル状
架橋重合体の細粒化方法では、多孔板１７すなわち押出
口１６の近傍に逆戻り防止部材２０が設けられているた
め、孔１７ａの径が小さい場合であっても含水ゲルが逆
戻りしない。それゆえ、含水ゲルの押し出しが円滑に行
われ、生産性の低下を招来することがない。また、孔１
７ａの径が大きい場合であってもより均一かつ効率的な
粉砕が可能となっている。
【００５６】上記多孔板１７の開口率は、２５％以上で
あることが好ましく、３０％〜４０％の範囲内であるこ
とがより好ましく、３５％前後であることが特に好まし
い。開口率が２５％未満であると、含水ゲルが押し出さ
れにくくなり生産性が低下する。また、含水ゲルが押し
出されにくくなることから、多孔板１７への圧送部位で
含水ゲルが過度に細かく破砕されてしまうことにもなる
ため好ましくない。なお、上記開口率とは、多孔板１７
の総面積に対する全ての孔１７ａ…の合計面積の比率を
指す。
【００５７】上記押出口１６には、モータ２１に接続さ
れていない側のスクリュウ１３の端部が近接している
が、上記多孔板１７と上記スクリュウ１３の端部との間
には、多孔板１７の表面に実質的に接触して作動するよ
うに上記回転刃１８が配置されている。上記回転刃１８
の構成としては特に限定されるものではないが、たとえ
ば、図３に示すような十文字型の構成のものを好適に用
いることができる。
【００５８】上記回転刃１８の回転方向については特に
限定されるものではない。本発明では、回転刃１８はス
クリュウ１３の回転方向と同一の方向に回転するように
なっている。また、回転刃１８の回転数も特に限定され
るものではない。
【００５９】本発明においては、含水ゲルはスクリュウ
１３により押出口１６側に搬送され、押出口１６に設け
られている多孔板１７より押し出されることにより粉砕
されるが、上記回転刃１８を用いることにより、細粒化
含水ゲルの粒子の大きさをより小さく、かつ均一な粒度
分布とすることが可能となる。
【００６０】本発明に用いられる上記スクリュウ式押出
機には、含水ゲルが供給口１４側へ逆戻りすることを防
止する逆戻り防止部材２０が、少なくとも押出口１６近
傍に備えられている。
【００６１】上記逆戻り防止部材２０の構成は、少なく
とも押出口１６近傍で含水ゲルの逆戻りを抑制できる構
成であれば特に限定されるものではなく、たとえば、ラ
セン状や同心円状の帯状突起、スクリュウ１３の進行方
向に平行な筋状突起、粒状、球状または角状の突起が挙
げられる。
【００６２】多孔板１７を備えたスクリュウ式押出機で
含水ゲルを粉砕する場合、含水ゲルは多孔板１７が備え
る小さな孔１７ａ…から押し出される。そのため、押出
口１６付近の圧力が高くなり、含水ゲルは供給口１４方
向に逆戻りしようとする。本発明は、上記各形状の突起
を逆戻り防止部材２０として設けることにより、含水ゲ
ルの逆戻りを防止しながら含水ゲルを細粒化するもので
ある。
【００６３】上記逆戻り防止部材２０としては、上述し
た各形状の突起の中でも、図１、図４および図５に示す
ように、ケーシング１１内において、ラセン状に形成さ
れている帯状突起２０ａ（図１および図４参照）または
同心円状に形成されている帯状突起２０ｂ（図５参照）
であることが好ましい。
【００６４】上記逆戻り防止部材２０がこのような帯状
突起２０ａ・２０ｂであれば、ケーシング１１内でスク
リュウ１３の回転を妨げることなく、含水ゲルの逆戻り
を効果的に防止することができる。また、スクリュウ式
押出機の構成の複雑化も回避することが可能となる。ま
た、上記帯状突起２０ａ・２０ｂは、スクリュウ１３に
形成されている回転ラセンと調和するように配置されて
いるため、スクリュウ１３の回転による含水ゲルの押し
出し時に無駄な摩擦が生じることがなく、含水ゲルを円
滑かつ効率良く押し出すことができる。
【００６５】特に、吸水性樹脂に用いられる含水ゲルは
非常に粘着性が高いものがあるが、本発明にかかる含水
ゲル状架橋重合体の細粒化方法では、スクリュウ式押出
機に上記帯状突起２０ａ・２０ｂが設けられているた
め、含水ゲルの押し出し時に該含水ゲルが練られてケー
シング１１内に付着するようなことがない。それゆえ、
粉砕に伴っても含水ゲルの温度上昇を伴わず、また含水
ゲルの物性を低下させないことに加え、含水ゲルの粉砕
を効率的に行うことが可能となる。
【００６６】上記帯状突起２０ａ・２０ｂは、図１に示
すように、少なくともケーシング１１における押出口１
６近傍に設けられている必要がある（図１では帯状突起
２０ａを例に挙げている）が、ケーシング１１の内面全
体に設けられていてもよい。上記帯状突起２０ａ・２０
ｂが押出口１６近傍に設けられていることで、押出口１
６近傍で含水ゲルの逆戻りが防止され得るが、ケーシン
グ１１内面全体に帯状突起２０ａ・２０ｂが設けられて
いれば、ケーシング１１内の全ての部位で含水ゲルの逆
戻りが回避され、含水ゲルに機械的外力が加えられるこ
とを効果的に回避することができる。
【００６７】上記帯状突起２０ａ・２０ｂが設けられて
いないケーシング１１内面には、たとえば図１に示すよ
うなスクリュウ１３の軸方向に平行な筋状突起２２が設
けられていてもよい。また、上記のような筋状突起２２
も設けない円滑な面であってもよい。上記筋状突起２２
としては、具体的には、従来の細粒化方法に用いられる
スクリュウ式押出機のケーシング内面に形成されている
構成を挙げることができる。さらに、この筋状突起２２
も、押出口１６近傍に設けられた場合、逆戻り防止部材
２０として機能し得る。
【００６８】上記帯状突起２０ａ・２０ｂとスクリュウ
１３との隙間は、０．１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内であるこ
とが好ましい。０．１ｍｍ未満となると、帯状突起２０
ａ・２０ｂがスクリュウ１３の回転を妨げることになる
ため好ましくない。一方、５ｍｍを超えると、帯状突起
２０ａ・２０ｂが逆戻り防止部材２０として機能しなく
なるため好ましくない。
【００６９】上述したスクリュウ式押出機により粉砕さ
れて得られる細粒化含水ゲルは、粒度分布がシャープで
あり、かつ粉砕時に余計な機械的外力が加えられていな
い良質のものとなっている。ここで、上記細粒化含水ゲ
ルの平均粒子径は、０．５ｍｍ〜３ｍｍの範囲内が好ま
しく、０．５ｍｍ〜２ｍｍの範囲内がより好ましく、含
水ゲルが固いものである場合、１ｍｍ〜２ｍｍの範囲内
が特に好ましい。
【００７０】細粒化含水ゲルの粒子径は平均的に小さい
ほど後の乾燥工程を均一かつ良好とすることができる
が、含水ゲルが固いものである場合、あまり細かく粉砕
されず粗く粉砕されることが好ましい。これは、固い含
水ゲルを細かく砕き過ぎると、後の乾燥工程などで目詰
まりなどが生じ、均一に乾燥されにくくなって、未乾燥
物の発生を招来するおそれがあるためである。なお、細
粒化含水ゲルが大き過ぎても未乾燥物の発生を招来する
ので、細粒化含水ゲルの平均粒子径は上記１ｍｍ〜２ｍ
ｍの範囲内であることが特に好ましい。
【００７１】本発明にかかる含水ゲル状架橋重合体の細
粒化方法では、スクリュウ式押出機のケーシング１１内
に含水ゲルを所定量以上、できればほぼ一杯に充填して
粉砕することが好ましい。このように粉砕することで、
含水ゲルがケーシング１１内で練られることを抑制する
ことができるとともに、粉砕処理の生産性を向上させる
ことができる。
【００７２】ケーシング１１内に充填される含水ゲルの
所定量としては、本発明では、次のような充填率により
規定している。上記スクリュウ式押出機のケーシング１
１内に含水ゲルを完全に充填して粉砕処理を行った場合
の単位時間当たりの処理量をＡとし、このときと同一の
回転数でスクリュウ１３が回転する状態で供給される含
水ゲルの供給量をＢとした場合、次式（１）で充填率Ｃ
を定義する。
【００７３】Ｃ＝（Ｂ／Ａ）×１００・・・・・（１） 本発明では、上記充填率Ｃを３０％〜１００％の範囲内
となるように設定して粉砕処理を行うことが好ましく、
充填率Ｃを１００％に近づけることが特に好ましい。充
填率Ｃが３０％未満であれば、ケーシング１１内で、ス
クリュウ１３の回転に伴い含水ゲルに余計な機械的外力
が加わり、含水ゲルが練られてしまうことになる。
【００７４】ここで、含水ゲルの生産量によっては、上
記充填率Ｃが３０％未満となる場合が生じ、含水ゲルに
機械的外力が加わり易くなる。そこで、この問題点を回
避するために、本発明にかかる含水ゲル状架橋重合体の
細粒化方法では、上記スクリュウ式押出機に供給された
含水ゲルの供給量の変化に応じて、充填率Ｃが３０％〜
１００％となるようにスクリュウ１３の回転数を変化さ
せている。
【００７５】具体的には、たとえば、連続的に含水ゲル
が供給されるような場合、その供給量が少ないと、上記
充填率Ｃが３０％以下となるような状態で含水ゲルが粉
砕される状態が生じることになる。そこで、供給量の低
下（すなわち充填率Ｃの低下）幅に応じてスクリュウ１
３の回転数を低下させる。
【００７６】本発明の含水ゲルは架橋構造を有するの
で、スクリュウ１３の回転数を低下させることで単位時
間当たりの処理量Ａを低下させることができる。その結
果、供給量が低下した場合においても充填率Ｃを３０％
〜１００％の範囲内に保ちながら含水ゲルを細粒化する
ことができる。本発明では、回転数と処理量Ａとの関係
をパラメータ化し、含水ゲルの供給量の変化に応じてス
クリュウ１３の回転数を変化させ、充填率Ｃを３０％〜
１００％の範囲内に保ちながら含水ゲルを細粒化するこ
とができる。
【００７７】上記方法では、充填率Ｃが３０％未満とな
るような状態であっても、含水ゲルに対してスクリュウ
１３の回転に伴う余計な機械的外力が加えられないよう
にすることができる。その結果、含水ゲルをより練られ
ないように粉砕することができる。また、充填率Ｃが３
０％以上である場合、たとえば充填率Ｃが４０％の場合
であっても、充填率Ｃが１００％の状態を基準として充
填率の低下幅に応じてスクリュウ１３の回転数を低下さ
せれば、含水ゲルへの機械的外力の作用をより確実に回
避することができる。
【００７８】本発明では、上述したように、含水ゲルの
供給量の変化を充填率Ｃの変化として規定しているが、
供給量の規定はこれに限定されるものではなく、他のパ
ラメーターにより供給量を規定できる場合は、そのパラ
メーターに応じてスクリュウ１３の回転数の下げ幅を適
宜規定することができる。
【００７９】また、含水ゲルの供給量の変化に対応する
スクリュウ１３の回転数の変化幅も、ある特定の幅に限
定されるものではなく、細粒化の条件、たとえば、用い
られるスクリュウ式押出機の形状（ケーシング１１の容
積やスクリュウ１３の形状、多孔板１７の孔１７ａの
径、用いられる回転刃１８の形状など）や、含水ゲルの
物性などによって最適の変化幅を規定可能である。それ
ゆえ、上記回転数は用いられるスクリュウ式押出機や含
水ゲルに応じて適宜規定することが好ましい。
【００８０】なお、含水ゲルの粉砕処理に際しての上記
充填率Ｃや供給量の規定は、逆戻り防止部材２０を備え
ているスクリュウ式押出機のみに限定されるものではな
く、他のスクリュウ式押出機による粉砕処理に対しても
適応可能である。
【００８１】本発明にかかる含水ゲル状架橋重合体の細
粒化方法では、上記スクリュウ式押出機に含水ゲルを供
給する前に、塊状の含水ゲルを適宜粗粉砕してもよい。
これによって、含水ゲルを供給し易くなるとともにケー
シング１１内に充填し易くなる。上記粗粉砕に用いられ
る粗粉砕手段としては、含水ゲルを練らないように粉砕
できるものであれば特に限定されるものではないが、た
とえばギロチンカッターなどを挙げることができる。
【００８２】上記粗粉砕されて得られる含水ゲルの粗粉
砕生成物の大きさは、供給口１４から供給することがで
きるとともに、スクリュウ１３で押出口１６に送ること
ができる大きさであれば特に限定されるものではない
が、一般に、５ｍｍ〜５００ｍｍの範囲内であることが
好ましく、１０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲内であることが
より好ましい。５ｍｍ未満であれば、スクリュウ式押出
機により粉砕する意味がなくなる。一方、５００ｍｍを
超えれば、含水ゲルをケーシング１１内に隙間なく充填
することができなくなる（すなわち、充填率Ｃが低下す
ることになる）ため好ましくない。
【００８３】以上のような本発明にかかる細粒化方法に
より得られる細粒化含水ゲルを乾燥して得られた吸水性
樹脂は、優れた吸水性能によって、例えば、紙オムツや
生理用ナプキン、失禁パッド、創傷保護材、創傷治癒材
等の衛生材料（体液吸収物品）；ペット用の尿等の吸収
物品；建材や土壌用保水材、止水材、パッキング材、ゲ
ル水嚢等の土木建築用資材；ドリップ吸収材や鮮度保持
材、保冷材等の食品用物品；油水分離材、結露防止材、
凝固材等の各種産業用物品；植物や土壌等の保水材等の
農園芸用物品等、種々の用途に好適に用いられるものと
なっている。
【００８４】なお、本発明にかかる含水ゲル状架橋重合
体の細粒化方法は、吸水性樹脂の製造に対してのみに適
応されるものではなく、均一かつ練られないように含水
ゲルを粉砕する工程が必要な場合に好適に用いられる方
法である。
【００８５】
【実施例】本発明にかかる含水ゲル状架橋重合体の細粒
化方法について、以下の実施例および比較例に基づいて
さらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例お
よび比較例により限定されるものではない。
【００８６】以下の実施例および比較例では、吸水性樹
脂の製造に、本発明にかかる含水ゲル状架橋重合体の細
粒化方法を適用している。まず、以下の実施例および比
較例で得られる吸水性樹脂における各種物性および細粒
化含水ゲルの状態の測定は、次のようにして行った。な
お、以下の実施例および比較例に記載している％は重量
％を示す。
【００８７】〔吸水倍率〕まず、吸水性樹脂の重量を秤
量後、硫酸ナトリウム０．０２％、塩化カリウム０．２
００％、塩化マグネシウム６水和物０．０５０％、塩化
カルシウム２水和物０．０２５％、リン酸２水素アンモ
ニウム０．０３５％、リン酸水素２アンモニウム０．０
１５％、脱イオン水９９．４７５％からなる人工尿中
に、６０分間浸漬した。
【００８８】その後、吸水性樹脂を取り出して、遠心分
離機によって液切りを行った後に、吸水性樹脂の重量を
秤量し、人工尿を吸収する前の重量と比較して吸水倍率
を求めた。
【００８９】〔可溶分〕１００ｍＬのビーカー中に、吸
水性樹脂１ｇを０．９％塩化ナトリウム水溶液（生理食
塩水）２５ｍＬに膨潤させ、蓋をして３７℃で１６時間
放置した。次いで、膨潤したゲルを９７５ｍＬの脱イオ
ン水中に分散させ、１時間撹拌した後、濾紙で濾過し
た。得られた濾液をコロイド滴定により滴定し、吸水性
樹脂の可溶分（％）を算出した。
【００９０】〔劣化可溶分〕吸水性樹脂１ｇをＬ−アス
コルビン酸０．００５％含有生理食塩水２５ｍＬに膨潤
させた他は、可溶分の測定と同様にして劣化可溶分
（％）を算出した。
【００９１】〔細粒化含水ゲルの平均ゲル粒径〕固形分
α重量％のサンプル３０ｇを２０重量％ＮａＣｌ水溶液
１０００ｇに投入し、スターラーチップを３００ｒｐｍ
で回転させることによって１２０分間撹拌した。撹拌終
了後、六種類の篩（目開き9.5, 2.0, 0.85, 0.6, 0.3,
0.07ｍｍ）にサンプル（細粒化含水ゲル）を投入し、さ
らに６０００ｇの２０重量％ＮａＣｌ水溶液を投入して
分級した。分級された篩上のサンプルを十分に水切りし
た後秤量した。
【００９２】分級・水切り後のサンプルの重量をＷ、篩
の目開きをｒとし、次式（２）に基づいて含水ゲルの粒
径分布を対数確率紙にプロットした。
【００９３】 Ｒ（α）＝（３０／Ｗ）1/3 ×ｒ・・・・・（２） プロットの積算ふるい上％Ｒが５０重量％に相当する粒
子径を、細粒化含水ゲルの平均ゲル粒径とした。
【００９４】〔実施例１〕６５％中和アクリル酸ナトリ
ウムおよびポリエチレングリコールジアクリレート（平
均エチレンオキサイドユニット数８）０．０４モル％
（対アクリル酸ナトリウム）を含むモノマー水溶液を調
製した。このときのアクリル酸ナトリウムの濃度は３５
重量％であった。このモノマー水溶液に窒素を吹き込
み、水溶液中の溶存酸素濃度を０．１ｐｐｍ以下とし
た。
【００９５】次いで、水溶性アゾ系開始剤（和光純薬工
業（株）製：商品番号Ｖ−５０）０．０２ｇ／モル（対
アクリル酸ナトリウムモノマー）、Ｌ−アスコルビン酸
０．００２ｇ／モル（対アクリル酸ナトリウムモノマ
ー）、過酸化水素０．００１ｇ／モル（対アクリル酸ナ
トリウムモノマー）を順番に添加し、重合を行った。重
合開始温度は２２℃であり、１２分後、温度は８２℃に
達した。
【００９６】重合後、得られた含水ゲルをギロチンカッ
ターにて２５〜５０ｍｍ角に粗粉砕した後、図１に示す
ようなスクリュウ式押出機に、ほぼ１００％の充填率と
なるように投入し、多孔板１７から押し出し、粉砕し
た。
【００９７】上記スクリュウ式押出機としては、ケーシ
ング１１の内径２１０ｍｍ、長さ９００ｍｍのものを用
いた。また、逆戻り防止部材２０として、上記ケーシン
グ１１内の押出口１６近傍には、４本のラセン状の帯状
突起２０ａを設けた。なお、この帯状突起２０ａのケー
シング１１内面からの高さは９ｍｍとした。
【００９８】上記多孔板１７としては、厚さ１５ｍｍ、
孔１７ａの径９．５ｍｍ、開口率３５％のものを用いた
（図２（ａ）参照）。また、上記回転刃１８としては、
図３に示すような十文字型のものを用いた。なお、回転
刃１８は、多孔板１７のスクリュウ１３側に配置されて
いる（図１参照）。上記スクリュウ１３と帯状突起２０
ａとの隙間は約３ｍｍとした。
【００９９】上記スクリュウ式押出機を用いて含水ゲル
を押し出しながら粉砕して細粒化含水ゲルを得た。粉砕
された含水ゲルはガラス状の透明な粒状であった。その
ときの細粒化条件を表１に示す。粉砕の途中、ケーシン
グ１１からスクリュウ１３を抜き出して、該ケーシング
１１内での含水ゲルの様子を観察したところ、多孔板１
７に達する直前の含水ゲルは粉砕されて細かくなってい
たが、それ以外はほとんど粉砕されず透明なままであっ
た。得られた細粒化含水ゲルの状態を表１に示す。
【０１００】上記細粒化含水ゲルを１８０℃で３０分間
乾燥した後、さらに粉砕し、本発明における吸水性樹脂
（１）を得た。該吸水性樹脂（１）の物性を表２に示
す。
【０１０１】〔実施例２〕実施例１において、ポリエチ
レングリコールジアクリレートを０．０８モル％用い、
孔１７ａの径２４ｍｍの多孔板１７を用いた（図２
（ｂ）参照）以外は同様にして、本発明における吸水性
樹脂（２）を得た。このときの細粒化条件および細粒化
含水ゲルの状態を表１に示す。また、吸水性樹脂（２）
の物性を表２に示す。
【０１０２】〔実施例３〕実施例２において、スクリュ
ウ１３の回転数を３５ｒｐｍとし、含水ゲルを２３００
ｋｇ／ｈで供給しながら粉砕した以外は同様にして本発
明における吸水性樹脂（３）を得た。このときの細粒化
条件および細粒化含水ゲルの状態を表１に示す。また、
吸水性樹脂（３）の物性を表２に示す。
【０１０３】〔実施例４〕実施例２において、粗粉砕し
た含水ゲルを２３００ｋｇ／ｈで供給する、すなわち、
含水ゲルの充填率を３５％として粉砕を行った以外は同
様にして本発明における吸水性樹脂（４）を得た。この
ときの細粒化条件および細粒化含水ゲルの状態を表１に
示す。また、吸水性樹脂（４）の物性を表２に示す。
【０１０４】〔実施例５〕実施例１において、スクリュ
ウ１３の回転数を１８ｒｐｍとし、含水ゲルを１０００
ｋｇ／ｈで供給しながら粉砕した以外は同様にして本発
明における吸水性樹脂（５）を得た。このときの細粒化
条件および細粒化含水ゲルの状態を表１に示す。また、
吸水性樹脂（５）の物性を表２に示す。
【０１０５】〔実施例６〕実施例１において、ケーシン
グ１１内面に、スクリュウ１３の軸方向に沿って８本の
筋状突起２２が設けられたスクリュウ式押出機を用いた
以外は同様にして吸水性樹脂（６）を得た。このときの
細粒化条件および細粒化含水ゲルの状態を表１に示す。
また、吸水性樹脂（６）の物性を表２に示す。
【０１０６】また、粉砕の途中、ケーシング１１からス
クリュウ１３を抜き出して、該ケーシング１１内での含
水ゲルの様子を観察したところ、多孔板１７直前のみな
らず、スクリュウ１３の途中の含水ゲルにも砕かれた
り、表面が白くなったりしているものが観察された。
【０１０７】〔実施例７〕実施例２において、実施例６
で用いたスクリュウ式押出機を用いた以外は同様にして
吸水性樹脂（７）を得た。このときの細粒化条件および
細粒化含水ゲルの状態を表１に示す。また、吸水性樹脂
（７）の物性を表２に示す。
【０１０８】〔実施例８〕実施例２において、粗粉砕し
た含水ゲルを１０００ｋｇ／ｈで供給する、すなわち、
含水ゲルの充填率を１５％として粉砕を行った以外は同
様にして吸水性樹脂（８）を得た。このときの細粒化条
件および細粒化含水ゲルの状態を表１に示す。また、吸
水性樹脂（８）の物性を表２に示す。
【０１０９】〔比較例〕実施例１において、ケーシング
１１の内面に突起の無い平滑なスクリュウ式押出機を用
いた以外は同様にして比較吸水性樹脂を得た。多孔板１
７から押し出された含水ゲルは練られた白いひも状であ
った。このときの細粒化条件および細粒化含水ゲルの状
態を表１に示す。また、比較吸水性樹脂の物性を表２に
示す。
【０１１０】粉砕の途中、ケーシング１１からスクリュ
ウ１３を抜き出して、該ケーシング１１内での含水ゲル
の様子を観察したところ、多孔板１７の直前およびスク
リュウ１３の途中の含水ゲルも練られて真っ白になって
おり、一部白い塊状になっていた。
【０１１１】
【表１】
【０１１２】
【表２】
【０１１３】上記のように、本発明にかかる細粒化方法
を用いた実施例１ないし５では、逆戻り防止部材２０
（帯状突起２０ａ）を備えているスクリュウ式押出機を
用いて粉砕処理を行っているため、細粒化含水ゲルの粒
度分布が非常にシャープになるとともに、平均ゲル粒径
も大きくなり、乾燥を良好に行うことができる細粒化含
水ゲルが得られたことが確認された。
【０１１４】特に、実施例１および２のように、本発明
にかかる細粒化方法では、多孔板１７の孔１７ａの径の
大きさに関わらず、含水ゲルを良好に細粒化することが
できることが確認された。また、実施例３および５のよ
うに、含水ゲルの供給量が少なくても、スクリュウ１３
の回転数を減少させれば、良好な細粒化が可能であるこ
とが確認された。さらに、実施例４のように、充填率Ｃ
が３０％以上であれば良好な細粒化が可能であることも
確認された。
【０１１５】加えて、上記実施例１ないし５で得られた
吸水性樹脂（１）ないし（５）は、可溶分や劣化可溶分
が少なく、非常に良好な物性を示す高品質のものである
ことが確認された。
【０１１６】また、実施例６ないし８で得られた吸水性
樹脂（６）ないし（８）では、逆戻り防止部材２０とし
て特に好ましい構成である帯状突起２０ａを用いていな
いため、吸水性樹脂（１）ないし（５）に比べて若干の
品質低下が見られるものの、良好な物性を示すことが確
認された。
【０１１７】これに対して、比較例では、逆戻り防止部
材２０を備えていないスクリュウ式押出機を用いて粉砕
処理を行ったため、細粒化含水ゲルの粒度分布が広くな
り、また、平均ゲル粒径も小さくなることが確認され
た。さらに、得られた含水ゲルは練られた白いひも状の
ものであった。また、上記比較例で得られた比較吸水性
樹脂は可溶分や劣化可溶分が多くなり、吸水性樹脂とし
ての品質が低いものであることも確認された。
【０１１８】
【発明の効果】本発明にかかる含水ゲル状架橋重合体の
細粒化方法は、以上のように、含水ゲル状架橋重合体が
供給口側へ逆戻りすることを防止する逆戻り防止部材を
少なくとも押出口近傍に備えているスクリュウ式押出機
を用いて含水ゲル状架橋重合体を粉砕する方法である。
このとき、上記逆戻り防止部材は、ラセン状または同心
円状に形成されている帯状突起であることが好ましい。
【０１１９】上記方法によれば、含水ゲルに対して機械
的外力が加えらて練られることが回避されるとともに均
一な粉砕が可能となるので、含水ゲルの物性を低下させ
ることなく容易に細粒化することができる。また、含水
ゲルの細粒化の処理量を大幅に向上させることができ
る。
【０１２０】また、上記スクリュウ式押出機による粉砕
処理においては、前述した式（１）により定義される充
填率Ｃが３０％〜１００％の範囲内であることが好まし
い。この範囲内であれば、含水ゲルに機械的外力が加わ
ることがより確実に抑制される。さらに、上記充填率Ｃ
が３０％未満であるような場合であっても、供給された
含水ゲルの供給量に応じて、スクリュウの回転数を変化
させれば、含水ゲルに機械的外力が加わることを確実に
抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態にかかる含水ゲル状架橋
重合体の細粒化方法に用いられるスクリュウ式押出機の
構成を示す説明図である。
【図２】（ａ）・（ｂ）は、図１に示すスクリュウ式押
出機が有する多孔板の構成の一例を示す斜視図である。
【図３】図１に示すスクリュウ式押出機が有する回転刃
の構成の一例を示す斜視図である。
【図４】図１に示すスクリュウ式押出機に備えられてい
る逆戻り防止部材としての帯状突起の構成の一例を示す
説明図である。
【図５】図１に示すスクリュウ式押出機に備えられてい
る逆戻り防止部材としての帯状突起の構成の他の例を示
す説明図である。
【符号の説明】
１１ ケーシング １３ スクリュウ １４ 供給口 １６ 押出口 １７ 多孔板 １７ａ 孔 １８ 回転刃 ２０ 逆戻り防止部材 ２０ａ 帯状突起（逆戻り防止部材） ２０ｂ 帯状突起（逆戻り防止部材） ２２ 筋状突起
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三宅 浩司 兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の １ 株式会社日本触媒内 (72)発明者 初田 卓己 兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の １ 株式会社日本触媒内 Ｆターム(参考） 4F070 AB13 AC12 AE28 DA42 DA43 DA50 DB01 DB08 DC07 DC16 GA10 GB03 GB06 4F201 AC04 AE05 AH63 AR08 BA02 BC01 BC12 BC17 BC33 BD10 BL05 BM01 BN31

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】含水ゲル状架橋重合体をスクリュウ式押出
    機の供給口から供給し、多孔板を備える押出口から押し
    出して粉砕処理を行う含水ゲル状架橋重合体の細粒化方
    法において、 上記スクリュウ式押出機として、含水ゲル状架橋重合体
    が供給口側へ逆戻りすることを防止する逆戻り防止部材
    を少なくとも押出口近傍に備えているものを用いること
    を特徴とする含水ゲル状架橋重合体の細粒化方法。
  2. 【請求項２】上記逆戻り防止部材は、スクリュウ式押出
    機のケーシング内において、ラセン状または同心円状に
    形成されている帯状突起であることを特徴とする請求項
    １記載の含水ゲル状架橋重合体の細粒化方法。
  3. 【請求項３】含水ゲル状架橋重合体をスクリュウ式押出
    機の供給口から供給し、多孔板を備える押出口から押し
    出して粉砕処理を行う含水ゲル状架橋重合体の細粒化方
    法において、 上記粉砕処理に際して、上記スクリュウ式押出機のケー
    シング内に含水ゲル状架橋重合体を完全に充填して粉砕
    処理を行った場合の単位時間当たりの処理量をＡとし、
    このときと同一の回転数でスクリュウが回転する状態で
    供給される含水ゲル状架橋重合体の供給量をＢとした場
    合、次式、 Ｃ＝（Ｂ／Ａ）×１００ で定義される充填率Ｃを３０％〜１００％の範囲内とす
    ることを特徴とする含水ゲル状架橋重合体の細粒化方
    法。
  4. 【請求項４】上記粉砕処理に際して、上記スクリュウ式
    押出機に供給された含水ゲル状架橋重合体の供給量の変
    化に応じて、上記充填率Ｃが３０％〜１００％の範囲内
    になるように、スクリュウの回転数を変化させることを
    特徴とする請求項３記載の含水ゲル状架橋重合体の細粒
    化方法。
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