JP2001131205A - Method of charging ethylenically unsaturated monomer - Google Patents

Method of charging ethylenically unsaturated monomer

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JP2001131205A
JP2001131205A JP31288799A JP31288799A JP2001131205A JP 2001131205 A JP2001131205 A JP 2001131205A JP 31288799 A JP31288799 A JP 31288799A JP 31288799 A JP31288799 A JP 31288799A JP 2001131205 A JP2001131205 A JP 2001131205A
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ethylenically unsaturated
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unsaturated monomer
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卓己 初田
Takashi Nishigaki
隆 西垣
Koji Miyake
浩司 三宅
Kunihiko Ishizaki
邦彦 石▲崎▼
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of charging an ethylenically unsaturated monomer which can reduce undesired adhesion and residues of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer and can prevent undesired adhesion and growth of a polymer of the ethylenically unsaturated monomer. SOLUTION: An aqueous solution comprising an ethylenically unsaturated monomer is charged via an inlet 15c into a mixing tower 15. A spray 30a starts to spray water 30b continuously to the inner surface of the mixing tower 15 before or when the monomer aqueous solution is charged. The mixing tower 15 comprises the first mixing part also used as a cyclone chamber and the second mixing part also used as a charging tube which follows the first mixing part, and an intermittent flow of water starts to be supplied from above to the outer surface of the second mixing part before the monomer aqueous solution is charged through a nozzle 15a into a polymerization chamber 18.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、水溶性の
エチレン性不飽和単量体を重合して吸水性重合体(吸水
性樹脂、または親水性重合体と同義)を製造する一工程
に関する。より具体的には、該エチレン性不飽和単量体
を含んでなる溶液を、不活性ガスの脱泡器(ガス除去
器)、重合反応の開始剤を混合する混合器、重合部、等
に投入する投入方法に関する。
The present invention relates to a process for producing a water-absorbing polymer (synonymous with a water-absorbing resin or a hydrophilic polymer) by, for example, polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer. . More specifically, the solution containing the ethylenically unsaturated monomer is supplied to an inert gas defoamer (gas remover), a mixer for mixing a polymerization reaction initiator, a polymerization section, and the like. It relates to the method of charging.

【0002】[0002]

【従来の技術】吸水性重合体は、例えば、生理用品、紙
おむつ等の衛生用品の吸収材;ドリップ吸収剤;土壌保
水剤;等の広い用途に応用されている。これら吸水性重
合体は、原料としての親水性単量体(例えば、水溶性の
エチレン性不飽和単量体)をバッチ式、または、連続式
で重合することにより製造される。また上記エチレン性
不飽和単量体(以下、場合によっては単に単量体と称す
る)は通常、それを含んでなる溶液(以下、モノマー溶
液と称する)として重合反応に供される。
2. Description of the Related Art Water-absorbing polymers have been applied to a wide variety of applications such as absorbents for sanitary articles such as sanitary articles and disposable diapers; drip absorbents; These water-absorbing polymers are produced by polymerizing a hydrophilic monomer (for example, a water-soluble ethylenically unsaturated monomer) as a raw material in a batch system or a continuous system. The ethylenically unsaturated monomer (hereinafter, simply referred to as a monomer in some cases) is usually subjected to a polymerization reaction as a solution containing the monomer (hereinafter, referred to as a monomer solution).

【0003】例えば、上記単量体を連続式で重合する場
合、1)混合塔(混合器)において、投入されたモノマ
ー溶液と重合反応の開始剤(以下、重合開始剤と称す
る)とが混合され、続いて、2)重合開始剤が混合され
たモノマー溶液が、上記混合塔の下端をなす投入管を介
して、重合部内に設けられた搬送ベルト上面に投入され
る。これにより、モノマー溶液としての単量体が連続式
で投入・重合される。
For example, when the above monomers are polymerized in a continuous manner, 1) In a mixing tower (mixer), a charged monomer solution is mixed with a polymerization reaction initiator (hereinafter, referred to as a polymerization initiator). Then, 2) the monomer solution mixed with the polymerization initiator is introduced into the upper surface of the conveyor belt provided in the polymerization section via the introduction pipe forming the lower end of the mixing tower. Thereby, a monomer as a monomer solution is charged and polymerized in a continuous manner.

【0004】また、上記単量体をバッチ式で重合する場
合、a)モノマー溶液が投入管を介して、重合部内に設
けられたステンレス製バットやニーダー等の重合容器内
に投入され、続いて、上記重合容器内において、モノマ
ー溶液と重合開始剤とが混合される。または、b)モノ
マー溶液と重合開始剤とが混合塔において混合された後
に、これが該混合塔の下端をなす投入管を介して重合容
器内に投入される。これにより、モノマー溶液としての
単量体がバッチ式で重合される。
When the above monomers are polymerized in a batch system, a) a monomer solution is charged into a polymerization vessel such as a stainless steel vat or a kneader provided in a polymerization section via a charging pipe. In the polymerization vessel, the monomer solution and the polymerization initiator are mixed. Alternatively, b) after the monomer solution and the polymerization initiator are mixed in the mixing tower, this is charged into the polymerization vessel via a charging pipe forming the lower end of the mixing tower. Thereby, the monomer as a monomer solution is polymerized in a batch system.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のバッ
チ式、連続式に関わらず、モノマー溶液を重合反応に供
する際に、構造上、該モノマー溶液が滞留、飛散しやす
い箇所がある。例えば、上記の混合塔や、投入管は通
常、上方から下方にかけて内面積(ここでは、混合塔や
投入管の内面と鉛直線に垂直な平面とがなす交線により
囲まれる領域の面積を指す)が小さくなるように構成さ
れており、モノマー溶液が滞留しやすい。さらに、該投
入管の外面に、モノマー溶液が飛散して付着する虞があ
る。このように、モノマー溶液が滞留、飛散すると、そ
こに単量体の重合物が形成される虞がある。この問題は
特に、モノマー溶液が高濃度・粘稠な場合等に発生しや
すい。
However, regardless of the above-mentioned batch type or continuous type, when the monomer solution is subjected to the polymerization reaction, there are places where the monomer solution tends to stay or scatter due to its structure. For example, the mixing tower or the charging pipe usually has an inner area from the top to the bottom (here, refers to an area of a region surrounded by an intersection formed by an inner surface of the mixing tower or the charging pipe and a plane perpendicular to a vertical line). ) Is reduced, and the monomer solution is likely to stay. Further, the monomer solution may be scattered and adhere to the outer surface of the charging tube. As described above, when the monomer solution stays and scatters, there is a possibility that a polymer of the monomer is formed there. This problem is particularly likely to occur when the monomer solution is highly concentrated and viscous.

【0006】また、特開昭61−126103号公報に
も記載のように、エチレン性不飽和単量体を含んでなる
モノマー溶液は、該モノマー溶液中の溶存酸素により重
合阻害を受ける。そのため、上記モノマー溶液は通常、
溶存酸素を除去すべく不活性ガスが供給された後に重合
反応に供される。しかしながら、溶存酸素が取り除かれ
たモノマー溶液は、撹拌、光等の外部刺激の付与;不純
物の混入;モノマーが高濃度に含まれる;等の条件によ
り不所望な重合反応を起こしやすく、上記の重合物が形
成されやすい。
[0006] As described in JP-A-61-126103, a monomer solution containing an ethylenically unsaturated monomer is inhibited from polymerizing by dissolved oxygen in the monomer solution. Therefore, the monomer solution is usually
After an inert gas is supplied to remove dissolved oxygen, it is subjected to a polymerization reaction. However, the monomer solution from which dissolved oxygen has been removed is liable to cause an undesired polymerization reaction due to conditions such as stirring, application of external stimulus such as light, mixing of impurities, and high concentration of monomer. Things are easily formed.

【0007】この結果、上記従来のバッチ式、および、
連続式にて採用される従来のモノマー溶液の投入方法で
は、例えば、1)モノマー溶液を上記重合部に供する投
入管の開口部近傍(内面、および、外面)に、単量体の
重合物が付着・成長する問題が生じる。また、2)モノ
マー溶液と重合開始剤とが混合される上記混合塔内に、
該重合物が付着・成長する問題が生じる。
As a result, the above-mentioned conventional batch type, and
In a conventional method of charging a monomer solution employed in a continuous manner, for example, 1) a polymer of a monomer is placed in the vicinity of an opening (inner surface and outer surface) of a charging tube for supplying the monomer solution to the polymerization section. The problem of adhesion and growth occurs. Also, 2) in the mixing column where the monomer solution and the polymerization initiator are mixed,
There is a problem that the polymer adheres and grows.

【0008】付着・成長した上記の重合物は、例えば、
1)モノマー溶液の流通を阻害する。また、2)モノマ
ー溶液内に異物として混入し、製造される吸水性重合体
の物性を低下させる。さらに、3)吸水性重合体の原料
としての単量体の浪費にもつながる。これらの問題は、
連続式での重合を、工業的なレベルで行うに際し、特に
重要となる。
The polymer adhered and grown is, for example,
1) Blocking the flow of the monomer solution. In addition, 2) it is mixed as a foreign substance into the monomer solution, and deteriorates the physical properties of the produced water-absorbing polymer. Further, 3) waste of monomers as a raw material of the water-absorbing polymer is also caused. These issues are
This is particularly important when performing continuous polymerization at an industrial level.

【0009】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、水溶性のエチレン性
不飽和単量体の不所望な付着・残留を低減し、該エチレ
ン性不飽和単量体の重合物の、不所望な付着・成長を防
止することが可能な、エチレン性不飽和単量体の投入方
法を提供することにある。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to reduce the undesired adhesion and residue of a water-soluble ethylenically unsaturated monomer, It is an object of the present invention to provide a method for charging an ethylenically unsaturated monomer, which can prevent undesirable adhesion and growth of a polymer of an unsaturated monomer.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明にかかるエチレン
性不飽和単量体の投入方法は、上記の課題を解決するた
めに、溶液を投入する投入口と、該投入口より下方に位
置し、投入された該溶液を排出する排出口とが形成され
た容器に、水溶性のエチレン性不飽和単量体を含んでな
る溶液を投入する工程Aと、上記工程Aと同時、また
は、該工程Aに先立って、上記容器の内面における、水
溶性のエチレン性不飽和単量体を含んでなる上記溶液が
接触する領域の少なくとも一部に対し、水を供給する工
程Bとを含んでなることを特徴としている。
According to the present invention, there is provided a method for charging an ethylenically unsaturated monomer, comprising: a charging port for charging a solution; and a charging port positioned below the charging port. A step A of charging a solution containing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer to a container formed with a discharge port for discharging the charged solution, and simultaneously with the step A, or Prior to the step A, a step B of supplying water to at least a part of a region on the inner surface of the container where the solution comprising a water-soluble ethylenically unsaturated monomer comes into contact. It is characterized by:

【0011】本発明にかかるエチレン性不飽和単量体の
投入方法はさらに、上記の課題を解決するために、上記
容器の内面と鉛直線に垂直な平面とがなす交線により囲
まれる領域であって最小の面積を有するものが、上記排
出口を含む平面上に位置することを特徴としている。
The method for charging an ethylenically unsaturated monomer according to the present invention further solves the above-mentioned problem by providing a method for forming a region surrounded by an intersection formed by an inner surface of the container and a plane perpendicular to a vertical line. The one having the smallest area is located on a plane including the outlet.

【0012】本発明にかかるエチレン性不飽和単量体の
投入方法はさらに、上記の課題を解決するために、上記
容器の内面と鉛直線に垂直な平面とがなす交線により囲
まれる領域であって最小の面積を有するものが、上記投
入口を含む平面より下方、かつ、上記排出口を含む平面
より上方に位置することを特徴としている。
[0012] In order to solve the above-mentioned problems, the method for charging an ethylenically unsaturated monomer according to the present invention further comprises a region surrounded by an intersection formed by an inner surface of the container and a plane perpendicular to a vertical line. The one having the smallest area is located below the plane including the inlet and above the plane including the outlet.

【0013】本発明にかかるエチレン性不飽和単量体の
投入方法はさらに、上記の課題を解決するために、上記
容器が、水溶性のエチレン性不飽和単量体を含んでなる
上記溶液と重合反応の開始剤とを混合する、混合器を含
んでなることを特徴としている。
[0013] In the method of charging an ethylenically unsaturated monomer according to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, the container may be provided with the solution containing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer. It is characterized in that it comprises a mixer for mixing with a polymerization reaction initiator.

【0014】本発明にかかるエチレン性不飽和単量体の
投入方法はさらに、上記の課題を解決するために、上記
容器が、水溶性のエチレン性不飽和単量体を含んでなる
上記溶液に供給された不活性ガスを除去する、ガス除去
器を含んでなることを特徴としている。
[0014] In the method for charging an ethylenically unsaturated monomer according to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, the container may be added to the solution containing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer. It is characterized by comprising a gas remover for removing the supplied inert gas.

【0015】本発明にかかるエチレン性不飽和単量体の
投入方法はまた、上記の課題を解決するために、水溶性
のエチレン性不飽和単量体を含んでなる溶液を、投入管
から重合部に投入する工程Cと、上記工程Cと同時、ま
たは、該工程Cに先立って、上記投入管の内面、および
/または、外面における上記溶液が接触する領域の少な
くとも一部に対し、水を供給する工程Dとを含んでなる
ことを特徴としている。
According to the method for charging an ethylenically unsaturated monomer according to the present invention, a solution containing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer is polymerized from a charging tube. Water is added to at least a part of an area of the inner surface of the inlet tube and / or the outer surface where the solution comes into contact at the same time as or before the step C of charging into the part and the step C or prior to the step C. And supplying step D.

【0016】本発明にかかるエチレン性不飽和単量体の
投入方法はさらに、上記の課題を解決するために、上記
重合部内に、その上面に対し、上記投入管から上記溶液
が投入されるとともに、該溶液を連続式で搬送する搬送
手段が設けられており、上記搬送手段の上面への上記溶
液の投入が、0.5cm〜50cmの投入高さの範囲内
で行われることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the method for charging an ethylenically unsaturated monomer according to the present invention further comprises the step of: And a transporting means for transporting the solution in a continuous manner is provided, and the introduction of the solution onto the upper surface of the transporting means is performed within a loading height of 0.5 cm to 50 cm. .

【0017】本発明にかかるエチレン性不飽和単量体の
投入方法はさらに、上記の課題を解決するために、水溶
性のエチレン性不飽和単量体を含んでなる溶液を投入す
る工程と、該溶液を洗浄する工程とを含んでなることを
特徴としている。
The method for charging an ethylenically unsaturated monomer according to the present invention further comprises a step of charging a solution containing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer, in order to solve the above-mentioned problems. Washing the solution.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について説
明すれば、以下の通りである。尚、これによって、本発
明が限定されるものではない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below. Note that the present invention is not limited by this.

【0019】〔エチレン性不飽和単量体の投入方法〕本
発明にかかるエチレン性不飽和単量体の投入方法は、水
溶性のエチレン性不飽和単量体を含んでなる溶液を、以
下に説明する容器や、重合部等に投入する方法であっ
て、該容器や、重合部に上記溶液を投入する工程と同
時、または、該工程に先立って、1)該容器、2)上記
溶液を重合部に投入する投入管、等における該溶液が接
触する領域の少なくとも一部に対し、水を供給する工程
を含んでなる方法である。換言すれば、水溶性のエチレ
ン性不飽和単量体を含んでなる溶液を投入する際に、該
溶液が接触する領域の少なくとも一部に対し、該溶液が
接触する以前、または、該溶液が接触すると同時に水を
供給する工程を含んでなる方法である。このように水を
供給することで、上記溶液が接触する領域を湿潤させ、
該領域への溶液の付着・残留を防止することができる。
[Method of charging ethylenically unsaturated monomer] The method of charging the ethylenically unsaturated monomer according to the present invention comprises the steps of: preparing a solution containing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer; A method for introducing the solution into the container or the polymerization section or the like, which is performed simultaneously with or prior to the step of introducing the solution into the container or the polymerization section. This is a method including a step of supplying water to at least a part of a region where the solution comes into contact with a charging pipe or the like charged into the polymerization section. In other words, when the solution containing the water-soluble ethylenically unsaturated monomer is charged, at least a part of the region where the solution comes into contact, before the solution comes into contact, or when the solution is The method comprises the step of supplying water simultaneously with contact. By supplying water in this manner, the area where the solution comes into contact is wetted,
It is possible to prevent the solution from adhering and remaining on the area.

【0020】本発明において「エチレン性不飽和単量
体」とは、吸水性重合体の原料として使用可能な水溶性
のエチレン性不飽和単量体であれば特に限定されるもの
ではない。具体的には、例えば、アクリル酸、および、
その塩;メタクリル酸、および、その塩;アクリルアミ
ド;メタクリルアミド;アクリロニトリル;2−ヒドロ
キシエチル(メタ)アクリレート;アクリル酸メチル;
アクリル酸エチル;メタクリル酸メチル;メタクリル酸
エチル;マレイン酸;等を挙げることができる。上記例
示のエチレン性不飽和単量体の中でも、アクリル酸、お
よび、その塩(より具体的には、Li,Na,K等のア
ルカリ金属塩、アンモニウム塩等)が主原料として好適
に使用される。これらのエチレン性不飽和単量体は、単
独で重合反応に使用してもよく、2種類以上のものを混
合して使用してもよい。尚、以下、エチレン性不飽和単
量体のことを、場合によっては単に単量体と称する。ま
た、本発明において吸水性重合体とは、特に断りのない
限り、上記「エチレン性不飽和単量体」を重合して製造
される含水ゲル、該含水ゲルに粉砕処理および/または
乾燥処理等を施して得られる粒状ゲル、吸水性微細粒子
等の総称である。
In the present invention, the "ethylenically unsaturated monomer" is not particularly limited as long as it is a water-soluble ethylenically unsaturated monomer that can be used as a raw material of a water-absorbing polymer. Specifically, for example, acrylic acid, and
Methacrylic acid and salts thereof; acrylamide; methacrylamide; acrylonitrile; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate; methyl acrylate;
Ethyl acrylate; methyl methacrylate; ethyl methacrylate; maleic acid; Among the ethylenically unsaturated monomers exemplified above, acrylic acid and its salts (more specifically, alkali metal salts such as Li, Na and K, ammonium salts and the like) are preferably used as main raw materials. You. These ethylenically unsaturated monomers may be used alone in the polymerization reaction, or two or more of them may be used as a mixture. Hereinafter, the ethylenically unsaturated monomer is simply referred to as a monomer in some cases. In the present invention, the water-absorbing polymer is a hydrogel produced by polymerizing the above-mentioned "ethylenically unsaturated monomer" unless otherwise specified, and the hydrogel is pulverized and / or dried. Is a generic name for granular gels, water-absorbing fine particles, etc. obtained by applying

【0021】上記単量体は、該単量体を含んでなる溶液
(以下、モノマー溶液と称する)として、以下に説明す
る容器や重合部に投入される。モノマー溶液としては、
モノマー水溶液がより好ましい。該モノマー水溶液の濃
度は特に限定されるものではないが、20重量%(質量
百分率)〜50重量%であることが好ましく、30重量
%〜45重量%であることがより好ましい。上記の濃度
が20重量%以上であれば、得られる吸水性重合体の強
度を確実に実用可能な値とすることができる。また、5
0重量%以下であれば重合反応により発生する反応熱の
除去が容易であり、重合反応を確実にコントロールする
ことができる。
The above monomer is charged as a solution containing the monomer (hereinafter, referred to as a monomer solution) into a container or a polymerization section described below. As the monomer solution,
An aqueous monomer solution is more preferred. The concentration of the monomer aqueous solution is not particularly limited, but is preferably 20% by weight (mass percentage) to 50% by weight, more preferably 30% to 45% by weight. When the concentration is 20% by weight or more, the strength of the obtained water-absorbing polymer can be reliably set to a practical value. Also, 5
When the content is 0% by weight or less, heat of reaction generated by the polymerization reaction can be easily removed, and the polymerization reaction can be reliably controlled.

【0022】上記モノマー溶液に対し、重合反応に供す
る前に不活性ガスが供給されて、該モノマー溶液中に含
まれる溶存酸素が除去されることがより好ましい。モノ
マー溶液に供給される不活性ガスは上記説明の単量体と
反応性がないものであれば特に限定されるものではな
く、具体的には、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム、
また、場合によっては炭酸ガス、等が好適に使用され
る。また、モノマー溶液に不活性ガスを供給する方法も
特に限定されるものではなく、具体的には、例えば、
1)エジェクタ、またはアスピレータによりノズルから
不活性ガス(またはモノマー溶液)を噴射し、モノマー
溶液(または不活性ガス)の流れの中に不活性ガスを連
続的に吹き込む(連続供給する)方法、2)モノマータ
ンク内に貯蔵されたモノマー溶液に不活性ガスの導入管
を入れ、不活性ガスを導入する方法、等を挙げることが
できる。上記例示の方法は、単独で使用してもよく、組
み合わせて使用してもよい。モノマー溶液の溶存酸素除
去の程度は特に限定されるものではないが、モノマー溶
液中の溶存酸素量を、2mg/l以下とすることがより
好ましく、1mg/lとすることがさらに好ましい。
It is more preferable that an inert gas is supplied to the monomer solution before it is subjected to a polymerization reaction to remove dissolved oxygen contained in the monomer solution. The inert gas supplied to the monomer solution is not particularly limited as long as it is not reactive with the monomer described above.Specifically, for example, nitrogen, argon, helium,
In some cases, carbon dioxide or the like is suitably used. Further, the method for supplying the inert gas to the monomer solution is not particularly limited, and specifically, for example,
1) A method in which an inert gas (or a monomer solution) is injected from a nozzle by an ejector or an aspirator, and the inert gas is continuously blown (continuously supplied) into a flow of the monomer solution (or an inert gas). A) a method of introducing an inert gas introduction tube into the monomer solution stored in the monomer tank and introducing the inert gas. The above exemplified methods may be used alone or in combination. Although the degree of removal of dissolved oxygen from the monomer solution is not particularly limited, the amount of dissolved oxygen in the monomer solution is more preferably 2 mg / l or less, further preferably 1 mg / l.

【0023】上記の容器とは、モノマー溶液を投入する
投入口と、該投入口より下方に位置し、投入された該モ
ノマー溶液を排出する排出口とが形成された中空部材で
あれば、その形状等は特に限定されるものではない。よ
って、上記の投入口、排出口、並びに、容器の、断面形
状および面積が全て同一な中空部材も、容器の範疇に含
まれる。また、上記の容器には、1)その内面と鉛直線
に垂直な平面とがなす交線により囲まれる領域であって
最小の面積を有するものが、上記排出口を含む平面上に
位置するものや、2)その内面と鉛直線に垂直な平面と
がなす交線により囲まれる領域であって最小の面積を有
するものが、上記投入口を含む平面より下方、かつ、上
記排出口を含む平面より上方に位置するもの、等も含ま
れる。上記1)または2)の容器として、具体的には、
例えば、モノマー溶液と重合反応の開始剤(以下、重合
開始剤と称する)とを混合する混合器;モノマー溶液に
供給された不活性ガスを除去するサイクロン室等のガス
除去器;等を挙げることができる。
The above-mentioned container is a hollow member having a charging port for charging a monomer solution and a discharging port located below the charging port and discharging the charged monomer solution. The shape and the like are not particularly limited. Therefore, a hollow member having the same cross-sectional shape and area of the above-mentioned inlet port, outlet port, and container is also included in the category of the container. In addition, the above-mentioned container has a minimum area, which is a region surrounded by a line of intersection between an inner surface thereof and a plane perpendicular to a vertical line, and is located on a plane including the discharge port. And 2) a plane surrounded by an intersection formed by an inner surface thereof and a plane perpendicular to the vertical line and having a minimum area, is lower than a plane including the input port and includes a plane including the discharge port. Those located above are also included. As the container of the above 1) or 2), specifically,
For example, a mixer for mixing a monomer solution and a polymerization reaction initiator (hereinafter, referred to as a polymerization initiator); a gas remover such as a cyclone chamber for removing an inert gas supplied to the monomer solution; Can be.

【0024】尚、上記の重合開始剤とは特に限定される
ものではないが、例えば、酸化性開始剤および還元剤を
組み合わせてなるレドックス系開始剤;熱分解型開始
剤;光重合開始剤;等を挙げることができる。重合開始
剤は、単独で使用してもよく、複数種を組み合わせて使
用してもよい。また、重合開始剤は、例えば、水溶液等
の溶液のかたちで使用してもよい。
The above-mentioned polymerization initiator is not particularly restricted but includes, for example, a redox initiator obtained by combining an oxidizing initiator and a reducing agent; a thermal decomposition initiator; a photopolymerization initiator; And the like. The polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more. Further, the polymerization initiator may be used in the form of a solution such as an aqueous solution.

【0025】上記の重合部とは、上記単量体を連続式ま
たはバッチ式で重合可能な手段を具備するものである。
該手段とは、連続式の場合、搬送ベルト(エンドレスタ
イプのものがより好ましい)やドラムドライヤー等の搬
送手段であって、該搬送手段の上面にモノマー溶液を連
続的に供給(投入)しながら連続静置重合が行われる。
またバッチ式の場合は、ステンレス製バット等の重合容
器である。モノマー溶液の重合部への投入はいずれも、
投入管を通じて行われる。
The above polymerization section is provided with means capable of polymerizing the above monomer in a continuous or batch system.
In the case of a continuous type, the means is a transfer means such as a transfer belt (preferably an endless type) or a drum dryer, and while continuously supplying (feeding) the monomer solution to the upper surface of the transfer means. Continuous static polymerization is performed.
In the case of a batch type, it is a polymerization vessel such as a stainless steel vat. Both charging of the monomer solution to the polymerization section,
This is done through the input pipe.

【0026】本発明の投入方法においては、上記説明の
ように、1)容器や、2)モノマー溶液を重合部に投入
する投入管、等における該モノマー溶液が接触する領域
の少なくとも一部に対し、水を供給する工程を含んでな
る。
In the charging method of the present invention, as described above, at least a part of a region where the monomer solution comes into contact with, for example, 1) a container or 2) a charging tube for charging the monomer solution into the polymerization section. And supplying water.

【0027】上記の容器におけるモノマー溶液が接触す
る領域とは、該容器の内面のことを指し、また上記の投
入管におけるモノマー溶液が接触する領域とは、該投入
管の内面、および、外面を指す。尚、モノマー溶液が接
触するとは、該モノマー溶液が飛散して接触する場合も
含まれる。
The region of the above-mentioned container where the monomer solution comes into contact refers to the inner surface of the container. The region of the above-mentioned charging tube where the monomer solution comes into contact refers to the inner and outer surfaces of the charging tube. Point. The term "contact of the monomer solution" includes the case where the monomer solution scatters and comes into contact.

【0028】水を供給する工程が行われるタイミング
は、1)上記領域に溶液が接触する以前、2)上記領域
に溶液が接触すると同時、に行われる。該工程は、上記
1)または2)のいずれか一方のタイミングで行われて
もよく、両方のタイミングで行われてもよい。上記1)
のタイミングで行われることにより、該領域にモノマー
溶液が接触する前に水の被膜を形成することができ、該
モノマー溶液の領域上への付着・残留が防止可能とな
る。また、上記2)のタイミングで行われることによ
り、上記領域に接触したモノマー溶液を、水とともに該
領域上から流去することが可能となる。換言すればすな
わち、上記の領域が容器の内面である場合、モノマー溶
液は、該領域に付着・残留することなく、水とともに排
出口より容器外に排出される。また、上記の領域が投入
管の内面である場合、モノマー溶液は、該領域に付着・
残留することなく、水とともに投入管の開口部(ノズル
口等を指す)より投入管外に排出される。さらに、上記
の領域が投入管の外面である場合、モノマー溶液は、該
領域に付着・残留することなく、水とともに投入管下に
流去される。
The timing at which the step of supplying water is performed is 1) before the solution comes into contact with the region, and 2) at the same time as the solution comes into contact with the region. This step may be performed at any one of the timings 1) and 2) or at both timings. 1)
In this case, a water film can be formed before the monomer solution comes into contact with the region, and it is possible to prevent the monomer solution from adhering and remaining on the region. Further, by performing at the timing of the above 2), the monomer solution that has come into contact with the above-mentioned region can flow off from the above-mentioned region together with water. In other words, when the above-mentioned region is the inner surface of the container, the monomer solution is discharged from the discharge port together with the water without adhering and remaining in the region. When the above-mentioned region is the inner surface of the charging tube, the monomer solution adheres to the region.
Without remaining, it is discharged out of the charging pipe together with water from the opening of the charging pipe (indicating a nozzle port or the like). Further, when the above-mentioned area is the outer surface of the charging pipe, the monomer solution is flowed down with the water together with the water without adhering and remaining in the area.

【0029】水を供給する方法は特に限定されるもので
はなく、具体的には、例えば、1)スプレー等を用い
て、上記領域に水を噴霧する方法、2)上記領域に、水
を液滴として供給する方法、3)上記領域に、水をその
流れとして供給する方法、4)上記説明の容器や投入管
の内面を冷却し、該内面に結露を発生させることにより
水を供給する方法、等を挙げることができる。これらの
方法は、一種類のみを用いてもよく、二種類以上を併用
してもよい。また、これら1)〜4)の方法は、水を供
給するべき領域によって使い分けられることがより好ま
しい。具体的には、例えば、水が上記容器の内面や、投
入管の外面に供給される場合には、上記1)または2)
の方法がより好ましく、該水が上記投入管の内面に供給
される場合には、上記3)の方法がより好ましい。水
は、該領域に対し間欠的に供給されるものであっても、
連続的に供給されるものであってもよい。
The method of supplying water is not particularly limited. Specifically, for example, 1) a method of spraying water on the above-mentioned area by using a spray or the like, and 2) a method of supplying water to the above-mentioned area. 3) A method of supplying water as a stream to the above-mentioned area, 4) A method of supplying water by cooling the inner surface of the above-described container or charging pipe and causing dew condensation on the inner surface. And the like. These methods may use only one kind, or may use two or more kinds in combination. Further, it is more preferable that these methods 1) to 4) are properly used depending on the area to which water is to be supplied. Specifically, for example, when water is supplied to the inner surface of the container or the outer surface of the charging pipe, the above 1) or 2) is used.
The method is more preferable, and when the water is supplied to the inner surface of the charging pipe, the method of 3) is more preferable. Even if the water is supplied intermittently to the area,
It may be supplied continuously.

【0030】尚、上記の水には、必要に応じて、界面活
性剤;水溶性の塩;等の添加剤や、重合開始剤;消臭
剤;抗菌剤;増粘剤;キレート剤;等の機能性材料を含
ませることができる。該水には、さらに、必要に応じ
て、例えば、各種アルコール等の親水性の有機溶媒や、
水溶性化合物、エチレン性不飽和単量体、等を含ませる
こともできる。モノマー溶液の付着・残留を防止できる
限りにおいて、これら水に含ませる物質の量および種類
は特に限定されるものではない。また、上記水の温度
は、上記モノマー溶液に含まれるエチレン性不飽和単量
体の重合を誘導しない限りにおいて特に限定されるもの
ではないが、0℃〜50℃の範囲内であることがより好
ましく、5℃〜30℃の範囲内であることがさらに好ま
しい。
In the above water, if necessary, additives such as a surfactant, a water-soluble salt, and the like, and a polymerization initiator; a deodorant; an antibacterial agent; a thickener; a chelating agent; Functional material can be included. In the water, if necessary, for example, a hydrophilic organic solvent such as various alcohols,
A water-soluble compound, an ethylenically unsaturated monomer, and the like can be included. The amount and type of the substance contained in the water are not particularly limited as long as adhesion and residue of the monomer solution can be prevented. The temperature of the water is not particularly limited as long as the polymerization of the ethylenically unsaturated monomer contained in the monomer solution is not induced, but is preferably in the range of 0 ° C to 50 ° C. Preferably, it is more preferably in the range of 5 ° C to 30 ° C.

【0031】また、上記のエチレン性不飽和単量体とし
てアクリル酸とそのアルカリ金属塩(またはアンモニウ
ム塩)とを使用する場合、最終的に製造される吸水性重
合体における中和率(すなわち、アクリル酸のアルカリ
金属塩(またはアンモニウム塩)のモル数/全単量体の
モル数×100(%))は特に限定されるものではない
が、0%〜90%の範囲内であることが好ましく、0%
〜80%の範囲内であることがより好ましい。上記の吸
水性重合体における中和率は、重合反応に供する単量体
としてのアクリル酸とそのアルカリ金属塩(またはアン
モニウム塩)との混合割合により調整する他に、重合反
応後に調整することも可能である。具体的には、例え
ば、中和率0%〜50%の単量体を使用する場合、重合
反応により得られた吸水性重合体(含水ゲル)をアルカ
リ金属(またはアンモニウム)の炭酸塩や水酸化物によ
り処理して、該吸水性重合体における中和率を、例え
ば、55%〜80%とすることができる。
When acrylic acid and its alkali metal salt (or ammonium salt) are used as the above-mentioned ethylenically unsaturated monomer, the neutralization ratio in the finally produced water-absorbing polymer (ie, The number of moles of the alkali metal salt (or ammonium salt) of acrylic acid / the number of moles of all monomers × 100 (%) is not particularly limited, but may be in the range of 0% to 90%. Preferably, 0%
More preferably, it is within the range of 80%. The neutralization ratio in the above water-absorbing polymer is adjusted by the mixing ratio of acrylic acid and its alkali metal salt (or ammonium salt) as a monomer to be subjected to the polymerization reaction, and may be adjusted after the polymerization reaction. It is possible. Specifically, for example, when a monomer having a neutralization ratio of 0% to 50% is used, the water-absorbing polymer (hydrogel) obtained by the polymerization reaction is treated with an alkali metal (or ammonium) carbonate or water. By treating with an oxide, the neutralization ratio in the water-absorbing polymer can be, for example, 55% to 80%.

【0032】上記説明のエチレン性不飽和単量体の投入
方法によれば、水溶性のエチレン性不飽和単量体を含ん
でなる溶液を投入する際に、該溶液が接触する領域の少
なくとも一部に対し、該溶液が接触する以前、または、
該溶液が接触すると同時に水が供給される。それ故、モ
ノマー溶液の不所望な付着・残留や、単量体の重合物の
付着・成長を防止することができる。その結果、例え
ば、1)モノマー溶液の流通を円滑にすることが可能と
なる、2)付着・成長した重合物が、モノマー溶液内に
異物として混入し、製造される吸水性重合体の物性を低
下させる虞をなくすことが可能となる、3)吸水性重合
体の原料としてのモノマー溶液を効率的に使用すること
が可能となる、等の効果を奏する。
According to the above-described method for charging an ethylenically unsaturated monomer, when a solution containing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer is charged, at least one of the regions where the solution comes into contact with the solution. Before the solution contacts the part, or
Water is supplied as soon as the solution comes into contact. Therefore, it is possible to prevent undesired adhesion and residue of the monomer solution and adhesion and growth of the polymer of the monomer. As a result, for example, 1) the flow of the monomer solution can be smoothed, 2) the adhered and grown polymer is mixed as a foreign substance into the monomer solution, and the physical properties of the produced water-absorbing polymer are reduced. It is possible to eliminate the possibility of lowering, and 3) it is possible to efficiently use a monomer solution as a raw material of a water-absorbing polymer.

【0033】また上記の投入方法は、特に、1)その内
面と鉛直線に垂直な平面とがなす交線により囲まれる領
域であって最小の面積を有するものが、上記排出口を含
む平面上に位置する容器や、2)その内面と鉛直線に垂
直な平面とがなす交線により囲まれる領域であって最小
の面積を有するものが、上記投入口を含む平面より下
方、かつ、上記排出口を含む平面より上方に位置する容
器、に適用される場合に有効である。理由として、この
ような容器においては、モノマー溶液の流れが上記最小
の面積を有する部位により律速され、モノマー溶液が容
器内に長時間滞留しやすいことが挙げられる。また、該
投入方法は、特に、連続式での重合を工業的なレベルで
行うに際し有効である。以下、本発明の投入方法にかか
るさらに詳細な説明については、該方法が適用される吸
水性重合体の製造装置の説明において行う。
In addition, the above-mentioned charging method is particularly characterized in that: 1) a region surrounded by an intersection formed by an inner surface thereof and a plane perpendicular to the vertical line and having a minimum area is formed on a plane including the discharge port. And 2) a region having a minimum area surrounded by an intersection formed by the inner surface of the container and a plane perpendicular to the vertical line and having a minimum area is located below the plane including the input port, and This is effective when applied to a container located above a plane including the outlet. The reason is that, in such a container, the flow of the monomer solution is limited by the portion having the minimum area, and the monomer solution tends to stay in the container for a long time. Further, the charging method is particularly effective when performing continuous polymerization at an industrial level. Hereinafter, a more detailed description of the charging method of the present invention will be given in the description of the apparatus for producing a water-absorbing polymer to which the method is applied.

【0034】〔吸水性重合体の製造装置〕以下、本発明
にかかる投入方法が適用される吸水性重合体の製造装置
について図面を参照して説明を行う。
[Apparatus for Producing a Water Absorbent Polymer] Hereinafter, an apparatus for producing a water absorbent polymer to which the charging method according to the present invention is applied will be described with reference to the drawings.

【0035】上記製造装置は、例えば、図1に示すよう
に、吸水性重合体の原料としての単量体をその溶液とし
て貯蔵するモノマータンク11;不活性ガスを供給する
エジェクタ12;重合開始剤や、レドックス系開始剤を
なす酸化性開始剤を、それぞれ貯蔵する開始剤タンク1
3…;レドックス系開始剤をなす還元剤を貯蔵する還元
剤タンク14;上記単量体と重合開始剤(酸化性開始剤
と還元剤とよりなるレドックス系開始剤も含まれる)と
を混合する混合塔(混合器)15;該混合塔15に設け
られたノズル口(排出口)15aから重合機18内に投
入(供給)された単量体を搬送方向に連続搬送する搬送
ベルト(搬送手段)16を有している。また、混合塔1
5内上部には、貯水タンク30に連結された水30bの
供給手段としてのスプレー30aが設けられている。
尚、図1に示す製造装置において重合部とは、重合機1
8を指す。
As shown in FIG. 1, for example, the above-mentioned manufacturing apparatus includes a monomer tank 11 for storing a monomer as a raw material of a water-absorbing polymer as a solution thereof; an ejector 12 for supplying an inert gas; And an initiator tank 1 for storing an oxidizing initiator constituting a redox-based initiator, respectively.
3. Reducing agent tank 14 for storing a reducing agent forming a redox initiator; mixing the above-mentioned monomer and a polymerization initiator (including a redox initiator composed of an oxidizing initiator and a reducing agent) Mixing tower (mixer) 15; a transport belt (transporting means) for continuously transporting the monomer charged (supplied) into the polymerization machine 18 from a nozzle port (discharge port) 15a provided in the mixing tower 15 in the transport direction. ) 16. Mixing tower 1
A spray 30a is provided in the upper part of the inside 5 as a means for supplying water 30b connected to the water storage tank 30.
Incidentally, in the manufacturing apparatus shown in FIG.
Indicates 8.

【0036】モノマータンク11には、上記単量体が、
例えば水溶液として(以下、モノマー水溶液と称する)
貯蔵されており、該モノマー水溶液はエジェクタ12よ
り供給される不活性ガス(窒素ガス)により溶存酸素が
除去された後、単量体供給路17、投入口15cを経由
して混合塔15に投入される(工程A)。そして、モノ
マー水溶液が投入されると同時に、または、それ以前
に、スプレー30aにより、混合塔15の内面に対する
水30bの連続的な噴霧が開始される(工程B)。
In the monomer tank 11, the above monomer is
For example, as an aqueous solution (hereinafter referred to as an aqueous monomer solution)
The monomer aqueous solution is stored, and after the dissolved oxygen is removed by an inert gas (nitrogen gas) supplied from the ejector 12, the monomer aqueous solution is supplied to the mixing tower 15 via the monomer supply path 17 and the charging port 15c. (Step A). At the same time as or before the monomer aqueous solution is charged, the spray 30a starts continuous spraying of the water 30b onto the inner surface of the mixing tower 15 (step B).

【0037】図2に示すように、混合塔15は、1)螺
旋状に示されたライン15bに沿ってモノマー水溶液が
流れる第一の混合部(ガス除去器としてのサイクロン室
を兼ねる)と、2)第一の混合部に後続する第二の混合
部とを備えた構成となっている。上記第一の混合部は、
例えば、円柱状に形成された内面と円錐台状に形成され
た内面とが組み合わされ、その内面と鉛直線に垂直な平
面とがなす交線により囲まれる領域の面積が、下方に向
かうにつれて小さくなるように構成されている。また上
記第二の混合部は、例えば、一定の断面を有する細管形
状となっており、その下部が鉛直線に対しやや屈曲する
(より具体的には、搬送ベルト16の搬送方向と同方向
に屈曲する)ように設けられている。すなわち、混合塔
15は、その内面と鉛直線に垂直な平面とがなす交線に
より囲まれる領域であって最小の面積を有するもの(第
二の混合部の、上記屈曲する位置より上方に位置する内
面と鉛直線に垂直な平面とがなす交線により囲まれる領
域)が、上記投入口を含む平面より下方、かつ、上記排
出口を含む平面より上方に位置する容器に相当する。
尚、以下にも述べるが上記第二の混合部は、重合部にモ
ノマー水溶液を投入する投入管の役割も果たしている。
As shown in FIG. 2, the mixing tower 15 includes: 1) a first mixing section (also serving as a cyclone chamber as a gas remover) in which a monomer aqueous solution flows along a spirally-shaped line 15b; 2) It is configured to include a second mixing section following the first mixing section. The first mixing section,
For example, the inner surface formed in a columnar shape and the inner surface formed in a truncated cone shape are combined, and the area of a region surrounded by an intersection formed by the inner surface and a plane perpendicular to the vertical line decreases as going downward. It is configured to be. The second mixing section is, for example, in the form of a thin tube having a constant cross section, and its lower portion is slightly bent with respect to the vertical line (more specifically, in the same direction as the transport direction of the transport belt 16). (Bent). That is, the mixing tower 15 is a region surrounded by an intersection formed by an inner surface thereof and a plane perpendicular to the vertical line and having a minimum area (a position above the bending position of the second mixing unit). The area surrounded by the intersection between the inner surface and the plane perpendicular to the vertical line) corresponds to a container located below the plane including the inlet and above the plane including the outlet.
In addition, as described below, the second mixing section also serves as a charging pipe for charging the monomer aqueous solution into the polymerization section.

【0038】上記第一の混合部において、単量体供給路
17より投入口15cを通じて投入されたモノマー水溶
液はライン15bに沿って流れ、該モノマー水溶液の旋
回流が形成される。これにより、不活性ガスの気泡をモ
ノマー水溶液から除去(脱泡)することができる。ま
た、不活性ガスの除去と並行して、上記モノマー水溶液
に対して、例えば過硫酸ナトリウム(NaPs)等の酸
化性開始剤;必要に応じてアゾ系開始剤等の重合開始
剤;が開始剤供給路13a…を経由して供給・混合され
る。
In the first mixing section, the aqueous monomer solution supplied from the monomer supply path 17 through the inlet 15c flows along the line 15b, and a swirling flow of the aqueous monomer solution is formed. Thereby, the bubbles of the inert gas can be removed (defoamed) from the aqueous monomer solution. In parallel with the removal of the inert gas, an oxidizing initiator such as sodium persulfate (NaPs); and a polymerization initiator such as an azo initiator, if necessary, are added to the monomer aqueous solution. It is supplied and mixed via supply paths 13a.

【0039】ところで、混合塔15においては、上記説
明のようにモノマー水溶液が投入されると同時に、また
は、それ以前に、スプレー30aにより、その内面に対
する水30bの噴霧が開始されている。したがって、サ
イクロン室を兼ねる第一の混合部においてモノマー水溶
液の付着・残留や、単量体の重合物の付着・成長を防止
することができる。
Meanwhile, in the mixing tower 15, at the same time as or before the monomer aqueous solution is charged as described above, the spray 30a starts spraying the water 30b on the inner surface thereof. Therefore, it is possible to prevent adhesion and residual of the aqueous monomer solution and adhesion and growth of the monomer polymer in the first mixing section also serving as the cyclone chamber.

【0040】不活性ガスの除去、及び酸化性開始剤等の
混合がなされたモノマー水溶液は、続いて、上記第二の
混合部に導入される。該第二の混合部において、該モノ
マー水溶液に対し、例えば、L−アスコルビン酸(L−
A)等の還元剤が還元剤供給路14aを経由して供給・
ライン混合される。これにより、単量体、酸化性開始
剤、及び還元剤が混合されて重合反応が開始される。
尚、上記説明のように酸化性開始剤および還元剤を含ん
でなるレドックス系開始剤を重合開始剤として使用する
場合、還元剤の供給・混合を上記第一の混合部において
行い、酸化性開始剤の供給・ライン混合を上記第二の混
合部において行うようにしてもよい。レドックス系開始
剤は、酸化性開始剤と還元剤とが混合されることで初め
て機能するので、その一方をサイクロン室(第一の混合
部)から混合し、他方をサイクロン室と重合機18との
間(第二の混合部)でライン混合することにより、重合
反応開始のタイミングを任意に制御することが可能とな
る。
The monomer aqueous solution from which the inert gas has been removed and the oxidizing initiator and the like have been mixed are subsequently introduced into the second mixing section. In the second mixing section, for example, L-ascorbic acid (L-
A) The reducing agent such as A) is supplied via the reducing agent supply passage 14a.
Line mixed. Thereby, the monomer, the oxidizing initiator, and the reducing agent are mixed, and the polymerization reaction is started.
When a redox-based initiator containing an oxidizing initiator and a reducing agent is used as a polymerization initiator as described above, the supply and mixing of the reducing agent are performed in the first mixing section, and the oxidizing start is performed. The supply and line mixing of the agent may be performed in the second mixing section. Since the redox initiator functions only when the oxidizing initiator and the reducing agent are mixed, one of them is mixed from the cyclone chamber (first mixing unit), and the other is mixed with the cyclone chamber and the polymerization machine 18. (The second mixing section), the timing of the initiation of the polymerization reaction can be arbitrarily controlled.

【0041】また、図1に示す製造装置において、例え
ば、過硫酸塩、過酸化水素、L−アスコルビン酸を組み
合わせてなるレドックス系開始剤と、熱分解型開始剤と
してのアゾ系開始剤(例えば、V−50;和光純薬工業
株式会社製の商品名)とを重合開始剤として使用する場
合には、酸化性開始剤(過硫酸塩、及び過酸化水素)と
熱分解型開始剤(アゾ系開始剤)とを上記第一の混合部
においてモノマー水溶液に混合し、還元剤(L−アスコ
ルビン酸)を第一の混合部に後続する上記第二の混合部
においてモノマー水溶液に混合することがより好まし
い。このように上記4成分をモノマー水溶液に混合すれ
ば、サイクロン室を兼ねる第一の混合部において重合反
応が始まる虞を無くすことができる。
Further, in the production apparatus shown in FIG. 1, for example, a redox-based initiator composed of a combination of persulfate, hydrogen peroxide, and L-ascorbic acid, and an azo-based initiator as a thermal decomposition type initiator (for example, , V-50; trade names manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as the polymerization initiator, an oxidizing initiator (persulfate and hydrogen peroxide) and a thermal decomposition type initiator (azo And a reducing agent (L-ascorbic acid) in the second mixing section following the first mixing section. More preferred. When the above four components are mixed with the aqueous monomer solution as described above, it is possible to eliminate the possibility that the polymerization reaction starts in the first mixing section also serving as the cyclone chamber.

【0042】換言すれば、レドックス系開始剤と熱分解
型開始剤とをモノマー水溶液に連続混合する場合、酸化
性開始剤と熱分解型開始剤とを第一の混合部から混合
し、続いて還元剤を第一の混合部と重合機18との間
(第二の混合部)でライン混合することがより好まし
い。尚、酸化性開始剤、還元剤、熱分解型開始剤は、そ
れぞれをライン混合することもできる。この場合におい
ても、還元剤は最後(より好ましくは、重合機18に到
る直前のタイミング)に混合することが好ましい。特
に、重合反応の開始剤として、過硫酸塩、過酸化水素
(いずれも酸化性開始剤)、還元剤としてのL−アスコ
ルビン酸(塩)、2,2' −アゾビス(2−アミジノプ
ロパン)二塩酸塩(アゾ系開始剤)、を用いる場合、上
記混合方法を用いることで、工業的なレベルで吸水性重
合体を連続的に製造することが容易となる。
In other words, when the redox-based initiator and the thermal decomposition type initiator are continuously mixed into the aqueous monomer solution, the oxidizing initiator and the thermal decomposition type initiator are mixed from the first mixing section, and subsequently, It is more preferable that the reducing agent is line-mixed between the first mixing section and the polymerization machine 18 (second mixing section). Incidentally, the oxidizing initiator, the reducing agent, and the thermal decomposition initiator may be line-mixed with each other. Also in this case, it is preferable to mix the reducing agent last (more preferably, at a timing immediately before reaching the polymerization machine 18). In particular, as an initiator of the polymerization reaction, persulfate, hydrogen peroxide (both oxidizing initiator), as a reducing agent L- ascorbic acid (salt), 2,2 '- azobis (2-amidinopropane) Double When a hydrochloride (azo-based initiator) is used, the use of the above mixing method facilitates continuous production of a water-absorbing polymer at an industrial level.

【0043】続いて、混合塔15に導入されたモノマー
水溶液は、投入管を兼ねる上記第二の混合部に形成され
たノズル口15aを経由して、重合機18内に設けられ
た搬送ベルト16の上面に投入される。この際、モノマ
ー水溶液が投入管から重合機18内へ投入される(工程
C)と同時に、または、それ以前に、1)投入管の内面
に対し、スプレー30aにより噴霧された水30bが供
給され、また、2)投入管の外面に対し、図示しない水
の供給手段により、水がその流れとして間欠的に供給さ
れる(工程D)。したがって、上記の投入管においてモ
ノマー水溶液の付着・残留や、単量体の重合物の付着・
成長が防止される。
Subsequently, the aqueous monomer solution introduced into the mixing tower 15 passes through a conveyor belt 16 provided in the polymerization machine 18 via a nozzle port 15a formed in the second mixing section also serving as a charging pipe. It is thrown into the upper surface of. At this time, at the same time as or before the monomer aqueous solution is charged into the polymerization machine 18 from the charging pipe (step C), 1) water 30b sprayed by the spray 30a is supplied to the inner surface of the charging pipe. 2) Water is intermittently supplied as a flow to the outer surface of the charging pipe by a water supply means (not shown) (step D). Therefore, adhesion and residual of the monomer aqueous solution and adhesion and
Growth is prevented.

【0044】モノマー水溶液の投入高さ、すなわち、ノ
ズル口15aと搬送ベルト16の上面との最短距離は特
に限定されるものではないが、0.5cm〜50cmの
範囲内であることがより好ましい。該投入高さが0.5
cm以上であれば、搬送ベルト16の上面からモノマー
水溶液の飛沫が飛散して、投入管の先端部に付着する虞
をなくすことが可能となる。また、50cm以下であれ
ば、例えば、重合機18の側壁等にモノマー水溶液の飛
沫が飛散・付着する虞をなくすことが可能となる。
The height at which the monomer aqueous solution is charged, that is, the shortest distance between the nozzle port 15a and the upper surface of the conveyor belt 16 is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.5 cm to 50 cm. The input height is 0.5
cm or more, it is possible to eliminate the possibility that the aqueous solution of the monomer is scattered from the upper surface of the conveyor belt 16 and adheres to the leading end of the charging pipe. In addition, if it is 50 cm or less, for example, it is possible to eliminate the possibility that the droplets of the aqueous monomer solution scatter and adhere to the side wall of the polymerization machine 18 or the like.

【0045】尚、上記の投入管は、搬送ベルト16によ
るモノマー水溶液の搬送方向と同方向に屈曲されてい
る。この屈曲構造は、1)搬送ベルト16の上面へのモ
ノマー水溶液の投入(供給)をスムーズに行うため、
2)搬送ベルト16の上面へのモノマー水溶液の供給量
を一定とするため、の構造であるが、特にこの構造に限
定されるものではない。搬送ベルト16の上面へのモノ
マー水溶液の供給量(フィード量:ノズル口15aの幅
が固定されている場合、液厚に相当)は特に限定される
ものではないが、その液厚が1mm〜50mmの範囲内
となることが好ましく、10mm〜40mmの範囲内と
なることがより好ましく、20mm〜30mmの範囲内
となることがさらに好ましい。上記液厚が1mm以上で
あれば、吸水性重合体の生産を工業的な水準で行うこと
ができる。また、上記液厚が50mm以下であれば重合
反応により発生する反応熱の除去が容易であり、重合反
応中の突沸、得られる吸水性重合体中に含まれる可溶分
の増加、該吸水性重合体の強度の低下を防止することが
できる。
The above-mentioned charging tube is bent in the same direction as the direction of transport of the aqueous monomer solution by the transport belt 16. This bent structure is: 1) In order to smoothly supply (supply) the monomer aqueous solution to the upper surface of the transport belt 16,
2) This is a structure for making the supply amount of the aqueous monomer solution to the upper surface of the conveyor belt 16 constant, but is not particularly limited to this structure. The supply amount of the monomer aqueous solution to the upper surface of the conveyor belt 16 (feed amount: equivalent to the liquid thickness when the width of the nozzle port 15a is fixed) is not particularly limited, but the liquid thickness is 1 mm to 50 mm. , More preferably within a range of 10 mm to 40 mm, and even more preferably within a range of 20 mm to 30 mm. When the liquid thickness is 1 mm or more, the production of the water-absorbing polymer can be performed at an industrial level. Further, when the liquid thickness is 50 mm or less, it is easy to remove reaction heat generated by the polymerization reaction, bumping during the polymerization reaction, increase in the soluble component contained in the obtained water-absorbing polymer, and water absorption. A decrease in the strength of the polymer can be prevented.

【0046】搬送ベルト16は、より具体的には、同方
向に一定速度で回転する駆動軸20・20により支持・
駆動されるエンドレスタイプのベルトコンベアであり、
その上方に設けられたフード41に覆われるとともに、
窒素置換されている。また、搬送ベルト16の上面は、
その搬送方向前段側に位置する一定領域(冷却ゾーン1
8a)が冷却されているとともに、その搬送方向後段側
に位置する一定領域(加熱ゾーン18b)が加熱されて
いる。尚、ここでいう「加熱」、「冷却」とはそれぞ
れ、反応系の温度を基準としたものである。
More specifically, the transport belt 16 is supported and supported by drive shafts 20 rotating at a constant speed in the same direction.
It is a driven endless type belt conveyor,
While being covered by the hood 41 provided above it,
It has been replaced with nitrogen. The upper surface of the transport belt 16 is
A certain area (cooling zone 1) located on the front side in the transport direction
8a) is cooled, and a certain area (heating zone 18b) located on the rear side in the transport direction is heated. The terms "heating" and "cooling" used herein are based on the temperature of the reaction system.

【0047】搬送ベルト16の上面を冷却・加熱する方
法は特に限定されるものではないが、例えば、冷却機・
加熱機を用いて該上面を裏側より冷却・加熱する方法、
冷水シャワー・温水シャワーを用いて該上面を裏側より
冷却・加熱する方法、等を挙げることができる。冷水シ
ャワーを用いて該上面を裏側より冷却する場合、冷水の
温度は特に限定されるものではないが、0℃〜30℃の
範囲内であることがより好ましい。また、温水シャワー
または加熱機を用いて該上面を裏側より加熱する場合、
加熱後の該上面の温度は特に限定されるものではない
が、50℃以上であることが好ましく、60℃以上であ
ることがさらに好ましい。
The method for cooling and heating the upper surface of the conveyor belt 16 is not particularly limited.
A method of cooling and heating the upper surface from the back side using a heater,
A method of cooling and heating the upper surface from the back side using a cold water shower or a hot water shower, and the like. When the upper surface is cooled from the back side using a cold water shower, the temperature of the cold water is not particularly limited, but is preferably in the range of 0 ° C to 30 ° C. When the upper surface is heated from the back side using a hot water shower or a heater,
The temperature of the upper surface after heating is not particularly limited, but is preferably 50 ° C or higher, more preferably 60 ° C or higher.

【0048】ノズル口15aを経由して搬送ベルト16
の上面に投入された単量体は、該上面において連続静置
重合される。搬送ベルト16の上面における重合反応
は、冷却ゾーン18aにおいて一定期間冷却条件下で行
われ、これに後続して、加熱ゾーン18bにおいて一定
期間加熱条件下で行われる。これにより、重合反応に供
されたモノマー水溶液は搬送ベルト16により重合機1
8中を搬送され、始めに、反応温度の過剰な上昇を抑制
しながら重合反応が行われる。続いて、該反応温度の過
剰な低下を抑制しながら重合反応・熟成が行われ、含水
ゲル(吸水性重合体の一形態)19が製造される。
The transport belt 16 is passed through the nozzle port 15a.
The monomer charged on the upper surface is subjected to continuous static polymerization on the upper surface. The polymerization reaction on the upper surface of the conveyor belt 16 is performed in the cooling zone 18a under cooling conditions for a certain period of time, and subsequently, is performed in the heating zone 18b under heating conditions for a certain period of time. Thereby, the monomer aqueous solution subjected to the polymerization reaction is transported by the conveyor belt 16 to the polymerization machine 1.
The polymerization reaction is carried out while suppressing an excessive rise in the reaction temperature. Subsequently, a polymerization reaction and aging are performed while suppressing an excessive decrease in the reaction temperature, and a hydrogel (an embodiment of a water-absorbing polymer) 19 is produced.

【0049】また、図1に示すように、重合機18の出
口近傍において、含水ゲル19の幅方向両端部に対し、
水滴下装置42・42より水43が滴下供給される。こ
れにより、含水ゲル19の該両端部に傷や切れ目(亀
裂)を発生させることなく、含水ゲル19を搬送ベルト
16から容易に剥離することが可能となる。搬送ベルト
16から剥離された含水ゲル19は、重合機18とゲル
粗砕機21との間に設けられた、複数の回転ロール40
…により構成されるコロコンベアに受け渡される。上記
の回転ロール40…の下方には、水45を上方に噴霧す
る水噴霧装置44が設けられており、これによって回転
ロール40…のロール面、および、該ロール面により支
持される含水ゲル19の下面に継続的に水が供給され
る。この結果、含水ゲル19がロール面に粘着する虞を
低減することが可能となる。
Further, as shown in FIG. 1, near both ends in the width direction of the hydrogel 19 near the outlet of the polymerization machine 18,
Water 43 is dropped and supplied from the water dropping devices 42. This makes it possible to easily peel off the hydrogel 19 from the conveyor belt 16 without generating scratches or cuts (cracks) at both ends of the hydrogel 19. The hydrogel 19 peeled off from the conveyor belt 16 is supplied to a plurality of rotating rolls 40 provided between the polymerization machine 18 and the gel crusher 21.
Delivered to the roller conveyor composed of ... Below the rotating rolls 40, there is provided a water spraying device 44 for spraying water 45 upward, whereby the roll surfaces of the rotating rolls 40 and the hydrogel 19 supported by the roll surfaces are provided. Water is continuously supplied to the lower surface of the. As a result, it is possible to reduce the possibility that the hydrogel 19 sticks to the roll surface.

【0050】ゲル粗砕機21に搬入された含水ゲル19
は、例えば約10cm角の大きさに粗砕される。続い
て、粗砕された含水ゲル19は、ゲル細粒化装置22に
より粒状化され、例えば、平均粒径0.5mm〜3.0
mmの粒状ゲル(吸水性重合体の一形態)とされる。粒
状ゲルは、さらに必要に応じて、図示しない乾燥機によ
り乾燥された後にミル型粉砕機により微粉砕され、例え
ば、平均粒径250μm〜500μmの吸水性微細粒子
(吸水性重合体の一形態)とされる。
The hydrogel 19 carried into the gel crusher 21
Is crushed to a size of, for example, about 10 cm square. Subsequently, the crushed hydrogel 19 is granulated by a gel granulator 22 and has, for example, an average particle size of 0.5 mm to 3.0 mm.
mm granular gel (one form of a water-absorbing polymer). If necessary, the granular gel is further dried by a drier (not shown) and then finely pulverized by a mill-type pulverizer. For example, water-absorbing fine particles having an average particle diameter of 250 μm to 500 μm (one form of a water-absorbing polymer) It is said.

【0051】尚、上記重合反応においては、必要に応じ
て架橋剤を使用してもよい。該架橋剤は、分子内に2つ
以上の官能基を有し、架橋構造の形成に寄与するもので
あれば特に限定されるものではない。架橋剤の存在下で
重合反応を行うことにより耐久性に優れた吸水性重合体
を得ることができる。また、場合によっては、重合反応
により得られた含水ゲル(吸水性重合体の一形態)19
に架橋剤を添加し、架橋構造を形成させることもでき
る。この場合、含水ゲルの有するカルボキシル基等の官
能基と反応性の有る、エポキシ基;アミノ基;水酸基;
等を分子内に2個以上持つ架橋剤が好適に使用される。
In the above polymerization reaction, a crosslinking agent may be used as required. The crosslinking agent is not particularly limited as long as it has two or more functional groups in the molecule and contributes to the formation of a crosslinked structure. By performing a polymerization reaction in the presence of a crosslinking agent, a water-absorbing polymer having excellent durability can be obtained. In some cases, a hydrogel (an embodiment of a water-absorbing polymer) obtained by a polymerization reaction may be used.
To form a crosslinked structure. In this case, an epoxy group having a reactivity with a functional group such as a carboxyl group of the hydrogel, an amino group, a hydroxyl group,
A crosslinking agent having two or more of these in a molecule is preferably used.

【0052】また、本発明の方法は図1に例示の製造装
置への適用のみに限定されるものではない。具体的に
は、例えば、モノマー溶液と重合開始剤とを混合する混
合器と、サイクロン室等のガス除去器とを別々に設けた
製造装置や、該混合器およびガス除去器のいずれか一方
を設けた製造装置等にも適用可能である。さらに、バッ
チ式の製造装置にも適用可能である。
The method of the present invention is not limited to the application to the manufacturing apparatus shown in FIG. Specifically, for example, a mixer for mixing a monomer solution and a polymerization initiator, and a manufacturing apparatus in which a gas remover such as a cyclone chamber is separately provided, or one of the mixer and the gas remover The present invention can also be applied to a provided manufacturing apparatus or the like. Further, the present invention can be applied to a batch type manufacturing apparatus.

【0053】本発明のエチレン性不飽和単量体の投入方
法はまた、水溶性のエチレン性不飽和単量体を含んでな
る溶液を投入する工程と、該溶液を洗浄する工程とを含
んでなる方法であってもよい。この方法によれば、各種
配管(図1の単量体供給路17等に相当);エジェク
タ、アスピレータ;モノマー溶液と重合開始剤とを混合
する混合器;投入管(モノマー投入ノズル);等の、モ
ノマー溶液が接触する領域において、重合物の生成や堆
積を防止することができると共に、吸水性重合体を安定
的かつ工業的なレベルで製造することができるという効
果を奏する。
The method for charging an ethylenically unsaturated monomer of the present invention also includes a step of charging a solution containing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer, and a step of washing the solution. The method may be. According to this method, various pipes (corresponding to the monomer supply path 17 in FIG. 1); an ejector, an aspirator; a mixer for mixing a monomer solution and a polymerization initiator; a charging pipe (monomer charging nozzle); In addition, in a region where the monomer solution comes into contact, it is possible to prevent the formation and deposition of a polymer and to produce a water-absorbing polymer at a stable and industrial level.

【0054】本発明のエチレン性不飽和単量体の投入方
法はさらに、溶液を投入する投入口と、該投入口より下
方に位置し、投入された溶液を排出する排出口とが形成
された中空部材に、水溶性のエチレン性不飽和単量体を
含んでなる溶液を投入する工程Aと、上記工程Aと同
時、または、該工程Aに先立って、上記中空部材の内面
における、水溶性のエチレン性不飽和単量体を含んでな
る上記溶液が接触する領域の少なくとも一部に対し、水
を供給する工程Bとを含んでなる方法であってもよい。
According to the method for charging an ethylenically unsaturated monomer of the present invention, a charging port for charging a solution and a discharging port located below the charging port and discharging the charged solution are further formed. Step A, in which a solution containing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer is charged into the hollow member, and simultaneously with or before the step A, a water-soluble solution on the inner surface of the hollow member. A step B of supplying water to at least a part of the region where the solution containing the ethylenically unsaturated monomer of the above comes into contact.

【0055】本発明にかかるエチレン性不飽和単量体の
投入方法はさらに、上記中空部材の内面と鉛直線に垂直
な平面とがなす交線により囲まれる領域であって最小の
面積を有するものが、上記排出口を含む平面上に位置す
る中空部材に、エチレン性不飽和単量体を投入する際に
用いられてもよい。
The method for charging an ethylenically unsaturated monomer according to the present invention further comprises a region surrounded by an intersection formed by the inner surface of the hollow member and a plane perpendicular to the vertical line and having a minimum area. May be used when the ethylenically unsaturated monomer is charged into a hollow member located on a plane including the outlet.

【0056】本発明にかかるエチレン性不飽和単量体の
投入方法はさらに、上記中空部材の内面と鉛直線に垂直
な平面とがなす交線により囲まれる領域であって最小の
面積を有するものが、上記投入口を含む平面より下方、
かつ、上記排出口を含む平面より上方に位置する中空部
材にエチレン性不飽和単量体を投入する際に用いられて
もよい。
The method for introducing an ethylenically unsaturated monomer according to the present invention further comprises a region surrounded by an intersection formed by the inner surface of the hollow member and a plane perpendicular to the vertical line and having a minimum area. But below the plane containing the input port,
Further, it may be used when the ethylenically unsaturated monomer is charged into a hollow member located above a plane including the outlet.

【0057】[0057]

【実施例】以下、実施例、及び比較例により、本発明を
さらに詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限
定されるものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.

【0058】〔実施例1〕図1に示す製造装置を用いて
吸水性重合体の製造を行った。本実施例において、搬送
ベルト16は、長さ(すなわち、駆動軸20・20の中
心間距離)24mのステンレス製のエンドレスベルトで
ある。また、搬送ベルト16の幅方向両側にはそれぞれ
高さ約5cmのゴム製の側堰が、該側堰間の距離が60
cmとなるように取り付けられている。搬送ベルト16
の搬送速度は1m/分であり、また、冷却ゾーン18a
の長さは15m、加熱ゾーン18bの長さは9mであ
る。上記冷却ゾーンは冷却機により15℃に冷却されて
おり、上記加熱ゾーンは加熱機により70℃に加熱され
ている。
Example 1 A water absorbing polymer was produced using the production apparatus shown in FIG. In this embodiment, the transport belt 16 is a stainless steel endless belt having a length of 24 m (that is, a distance between the centers of the drive shafts 20). Further, rubber side dams each having a height of about 5 cm are provided on both sides in the width direction of the conveyor belt 16, and the distance between the side dams is 60 mm.
cm. Conveyor belt 16
Is 1 m / min, and the cooling zone 18a
Is 15 m, and the length of the heating zone 18 b is 9 m. The cooling zone is cooled to 15 ° C. by a cooler, and the heating zone is heated to 70 ° C. by a heater.

【0059】吸水性重合体の原料として65%中和アク
リル酸ナトリウム(エチレン性不飽和単量体)を使用し
た。始めに、該アクリル酸ナトリウムの35重量%水溶
液を調製し、該水溶液に架橋剤としてのポリエチレング
リコールジアクリレートをアクリル酸ナトリウム1モル
に対し0.04モルとなるように加えたものをモノマー
水溶液としてモノマータンク11に供給した。続いて、
エジェクタ12によりノズルから窒素ガス(不活性ガ
ス)を毎分1Lで供給し、モノマータンク11より供給
されるモノマー水溶液の流れ(毎分0.95L)の中に
上記窒素ガスを連続的に吹き込んだ。これにより、該モ
ノマー水溶液中に含まれる溶存酸素の除去を連続的に行
った。その結果、モノマー水溶液中の溶存酸素量は、
0.3mg/Lとなった。
As a raw material of the water-absorbing polymer, 65% neutralized sodium acrylate (ethylenically unsaturated monomer) was used. First, a 35% by weight aqueous solution of the sodium acrylate was prepared, and a solution obtained by adding polyethylene glycol diacrylate as a cross-linking agent to the aqueous solution in an amount of 0.04 mol per 1 mol of sodium acrylate as an aqueous monomer solution. It was supplied to the monomer tank 11. continue,
Nitrogen gas (inert gas) was supplied at 1 L / min from the nozzle by the ejector 12, and the nitrogen gas was continuously blown into the flow (0.95 L / min) of the monomer aqueous solution supplied from the monomer tank 11. . Thus, dissolved oxygen contained in the monomer aqueous solution was continuously removed. As a result, the amount of dissolved oxygen in the monomer aqueous solution is
0.3 mg / L.

【0060】モノマー水溶液は、続いて混合塔15に投
入された。該混合塔15は内部にテフロンコーティング
が施されており、図2に示すように、1)螺旋状に示さ
れたライン15bに沿ってモノマー水溶液が流れる第一
の混合部(サイクロン室を兼ねる)と、2)第一の混合
部に後続する第二の混合部(投入管を兼ねる)とを備え
た構成となっている。また、混合塔15においては、該
混合塔15へのモノマー水溶液の投入がなされる直前か
ら該モノマー水溶液の投入が完了するまでの期間、スプ
レー30aより水30bが毎分10mlで、連続的に噴
霧された。
The aqueous monomer solution was subsequently charged into the mixing tower 15. The mixing tower 15 is provided with a Teflon coating inside, and as shown in FIG. 2, 1) a first mixing section (also serving as a cyclone chamber) in which a monomer aqueous solution flows along a spiral line 15b. And 2) a second mixing section (also serving as a charging pipe) subsequent to the first mixing section. Further, in the mixing tower 15, the water 30 b is continuously sprayed at a rate of 10 ml / min from the spray 30 a during a period from immediately before the introduction of the monomer aqueous solution to the mixing tower 15 to the completion of the introduction of the monomer aqueous solution. Was done.

【0061】上記第一の混合部においては、上記アクリ
ル酸ナトリウム1モルに対し0.02gの0.5重量%
過硫酸ナトリウム水溶液、0.001gの0.14重量
%過酸化水素水(ともに酸化性開始剤)、および、0.
02gの0.5重量%2,2' −アゾビス(2−アミジ
ノプロパン)二塩酸塩水溶液(熱分解型開始剤)が、そ
れぞれ異なる開始剤タンク13…より同時に滴下供給さ
れた。そして、旋回流の形成によるモノマー水溶液から
の窒素ガスの脱泡と、酸化性開始剤、熱分解型開始剤の
該モノマー水溶液への混合とが同時に行われた。
In the first mixing section, 0.5 mol% of 0.02 g was added to 1 mol of the sodium acrylate.
Aqueous sodium persulfate solution, 0.001 g of 0.14% by weight aqueous hydrogen peroxide (both oxidizing initiators)
0.5 wt% of 02G 2, 2 '- azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride aqueous solution (thermal decomposition type initiator) was dropwise supplied different initiators tank 13 ... at the same time from each. Then, defoaming of nitrogen gas from the monomer aqueous solution by forming a swirling flow and mixing of the oxidizing initiator and the thermal decomposition initiator into the monomer aqueous solution were simultaneously performed.

【0062】上記第一の混合部(サイクロン室を兼ね
る)を出たモノマー水溶液は、第二の混合部(投入管を
兼ねる)に導入された。該第二の混合部において、該ア
クリル酸ナトリウム1モルに対し0.002gの0.2
重量%L−アスコルビン酸(還元剤)水溶液が還元剤タ
ンク14より供給され、モノマー水溶液にライン混合さ
れた。
The aqueous monomer solution exiting the first mixing section (also serving as a cyclone chamber) was introduced into the second mixing section (also serving as a charging pipe). In the second mixing section, 0.002 g of 0.2 mol / mol of the sodium acrylate was added.
A weight% L-ascorbic acid (reducing agent) aqueous solution was supplied from the reducing agent tank 14 and line-mixed with the monomer aqueous solution.

【0063】窒素ガスが除去(脱泡)されたモノマー水
溶液は、上記投入管に形成されたノズル口(開口部)1
5aを経由して、その液厚が25mmとなるように搬送
ベルト16の上面に連続投入された。この時のモノマー
水溶液の投入高さは、約1cmであった。尚、上記投入
管の内面および外面にはテフロンコーティングが施され
ており、また、重合機18内に位置する上記投入管の外
面に対し、該投入管より重合機18内にモノマー水溶液
が投入されるに先立って、上方より水が間欠的な流れと
して供給開始されていた。
The aqueous monomer solution from which the nitrogen gas has been removed (defoamed) is supplied to a nozzle port (opening) 1 formed in the above-mentioned charging tube.
The liquid was continuously supplied to the upper surface of the transport belt 16 via the liquid supply line 5a so that the liquid thickness became 25 mm. At this time, the charged height of the aqueous monomer solution was about 1 cm. The inner and outer surfaces of the charging pipe are coated with Teflon, and an aqueous monomer solution is charged into the polymerization machine 18 from the charging pipe to the outer surface of the charging pipe located in the polymerization machine 18. Prior to this, water was being supplied from above as an intermittent flow.

【0064】上記の搬送ベルト16上では、モノマー水
溶液投入後約30秒でアクリル酸ナトリウムの重合が開
始され、9分後に重合ピークを迎えた。この時のピーク
温度は85℃であった。重合ピーク後更に15分間重合
反応を続行した結果、含水ゲル(吸水性重合体の一形
態)19が製造された。
On the conveyor belt 16, the polymerization of sodium acrylate started about 30 seconds after the introduction of the aqueous monomer solution, and reached a polymerization peak 9 minutes later. The peak temperature at this time was 85 ° C. As a result of continuing the polymerization reaction for another 15 minutes after the polymerization peak, a hydrogel (one form of a water-absorbing polymer) 19 was produced.

【0065】上記の含水ゲル19に対しては、水滴下装
置42・42より水43が毎分5mlで滴下供給されて
いた。搬送ベルト16の支持面から剥離された含水ゲル
19は、続いて、複数の回転ロール40…により構成さ
れるコロコンベアに受け渡された。回転ロール40…の
ロール面および、該ロール面により支持される含水ゲル
19の下面に対しては、水噴霧装置44より水45が毎
分10mlで噴霧されていた。
The water-containing gel 19 was supplied with water 43 at a rate of 5 ml per minute from the water dropping devices 42. The hydrogel 19 peeled off from the support surface of the conveyor belt 16 was subsequently transferred to a roller conveyor composed of a plurality of rotating rolls 40. Water 45 was sprayed from the water spraying device 44 at a rate of 10 ml per minute onto the roll surfaces of the rotating rolls 40 and the lower surface of the hydrogel 19 supported by the roll surfaces.

【0066】ゲル粗砕機21に搬入された含水ゲル19
は、約10cm角の大きさに粗砕された。粗砕された含
水ゲル19は、次いで、胴体内部にらせん状の突起が設
けられたスクリュウ式押出機(ゲル細粒化装置22に相
当)に投入された。そして、該スクリュウ式押出機に設
けられた孔径9.5mmの多孔板より含水ゲル19を押
出して該含水ゲル19を粒状化した。
The hydrogel 19 carried into the gel crusher 21
Was crushed to a size of about 10 cm square. The crushed hydrogel 19 was then charged into a screw-type extruder (corresponding to a gel granulator 22) provided with spiral projections inside the body. Then, the hydrogel 19 was extruded from a perforated plate having a hole diameter of 9.5 mm provided in the screw-type extruder to granulate the hydrogel 19.

【0067】粒状化した含水ゲル19、すなわち、粒状
ゲルを170℃で43分間熱風乾燥処理した後に図示し
ないロールミル(ミル型粉砕機)に供し、粒径850μ
m以下の吸水性微細粒子(図示せず)とした。続いて、
該吸水性微細粒子を150μmの篩目を有する篩で分級
し、粒径150μm以下の粒子を取り除いた。分級によ
り得られた吸水性微細粒子の平均粒径は、約300μm
であった。
The granulated hydrogel 19, that is, the granulated gel was subjected to hot-air drying at 170 ° C. for 43 minutes, and then subjected to a roll mill (mill-type pulverizer) (not shown) to obtain a particle size of 850 μm.
m or less (not shown). continue,
The water-absorbing fine particles were classified with a sieve having a sieve of 150 μm, and particles having a particle size of 150 μm or less were removed. The average particle size of the water-absorbing fine particles obtained by the classification is about 300 μm
Met.

【0068】上記の吸水性微細粒子100重量部に対
し、1,4−ブタンジオール0.5重量部、プロピレン
グリコール0.5重量部、イソプロピルアルコール1重
量部、水3重量部からなる表面架橋剤の溶液を混合し、
195℃で加熱処理することにより、吸水性重合体の一
形態としての、表面架橋処理が施された吸水性微細粒子
を得た。
A surface cross-linking agent comprising 0.5 parts by weight of 1,4-butanediol, 0.5 parts by weight of propylene glycol, 1 part by weight of isopropyl alcohol, and 3 parts by weight of water with respect to 100 parts by weight of the above water-absorbing fine particles. Mix the solution
By performing a heat treatment at 195 ° C., water-absorbing fine particles subjected to a surface cross-linking treatment as one form of the water-absorbing polymer were obtained.

【0069】一週間にわたり上記製造装置の連続運転を
行った後に運転を終了し、該製造装置の観察を行った。
その結果、サイクロン室(第一の混合部)内には、単量
体としてのアクリル酸ナトリウム(その溶液)や、該単
量体の重合物の付着は認められなかった。また、投入管
の外面および内面にも該重合物の付着はほぼ認められな
かった。
After the continuous operation of the above manufacturing apparatus for one week, the operation was terminated, and the manufacturing apparatus was observed.
As a result, in the cyclone chamber (first mixing section), neither sodium acrylate as a monomer (the solution thereof) nor adhesion of a polymer of the monomer was observed. The adhesion of the polymer was hardly observed on the outer surface and the inner surface of the charging tube.

【0070】〔比較例1〕スプレー30aよりサイクロ
ン室(第一の混合部)に水30bを流さず、さらに、重
合機18内に位置する上記投入管の外面に対し、水を供
給しなかった以外は、上記実施例1と同様にして吸水性
微細粒子の製造を行った。
Comparative Example 1 No water 30b was flowed from the spray 30a into the cyclone chamber (first mixing section), and no water was supplied to the outer surface of the charging pipe located in the polymerization machine 18. Except for the above, water-absorbing fine particles were produced in the same manner as in Example 1 above.

【0071】一週間にわたり上記製造装置の連続運転を
行った後に運転を終了し、該製造装置の観察を行った。
その結果、サイクロン室内、および、投入管の内外面
に、白色の、アクリル酸ナトリウムの重合物の付着が認
められた。
After the continuous operation of the above manufacturing apparatus for one week, the operation was terminated, and the manufacturing apparatus was observed.
As a result, adhesion of a white polymer of sodium acrylate was observed in the cyclone chamber and on the inner and outer surfaces of the charging tube.

【0072】[0072]

【発明の効果】以上のように、本発明にかかるエチレン
性不飽和単量体の投入方法によれば、エチレン性不飽和
単量体を含んでなる溶液を投入する際に、該溶液と接触
する領域において、その不所望な付着・残留や、単量体
の重合物の付着・成長を防止することができる。その結
果、例えば、1)モノマー溶液の流通を円滑にすること
が可能となる、2)付着・成長した重合物が、モノマー
溶液内に異物として混入し、製造される吸水性重合体の
物性を低下させる虞をなくすことが可能となる、3)吸
水性重合体の原料としてのモノマー溶液を効率的に使用
することが可能となる、等の効果を奏する。
As described above, according to the method of charging an ethylenically unsaturated monomer according to the present invention, when a solution containing an ethylenically unsaturated monomer is charged, the solution is contacted with the solution. In the region where the polymerization occurs, it is possible to prevent the undesired adhesion and residue and the adhesion and growth of the polymer of the monomer. As a result, for example, 1) the flow of the monomer solution can be smoothed, 2) the adhered and grown polymer is mixed as a foreign substance into the monomer solution, and the physical properties of the produced water-absorbing polymer are reduced. It is possible to eliminate the possibility of lowering, and 3) it is possible to efficiently use a monomer solution as a raw material of a water-absorbing polymer.

【0073】より具体的には、上記の領域が容器の内面
である場合、モノマー溶液は、該領域に付着・残留する
ことなく、水とともに排出口より容器外に排出される。
また、上記の領域が投入管の内面である場合、モノマー
溶液は、該領域に付着・残留することなく、水とともに
投入管の開口部より投入管外に排出される。さらに、上
記の領域が投入管の外面である場合、モノマー溶液は、
該領域に付着・残留することなく、水とともに投入管下
に流去される。
More specifically, when the above-mentioned region is the inner surface of the container, the monomer solution is discharged to the outside of the container together with water without adhering to or remaining in the region.
When the above-mentioned area is the inner surface of the charging pipe, the monomer solution is discharged from the opening of the charging pipe together with water to the outside of the charging pipe without adhering and remaining in the area. Further, when the above area is the outer surface of the input tube, the monomer solution
Without being attached to or remaining in the area, the water is flowed down the inlet pipe together with the water.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の方法が適用された吸水性重合体の製造
装置の一例を示す概略の構成図である。
FIG. 1 is a schematic constitutional view showing an example of an apparatus for producing a water-absorbing polymer to which the method of the present invention is applied.

【図2】図1に示す製造装置に設けられた混合塔(サイ
クロン室を兼ねる)の概略構成を示す拡大図である。
FIG. 2 is an enlarged view showing a schematic configuration of a mixing tower (also serving as a cyclone chamber) provided in the manufacturing apparatus shown in FIG.

【符号の説明】 15 混合塔(ガス除去器;混合器;投入管;容
器;中空部材) 15a ノズル口(排出口) 15c 投入口 16 搬送ベルト(搬送手段) 18 重合機(重合部) 30b 水
[Description of Signs] 15 Mixing tower (gas remover; mixer; input pipe; container; hollow member) 15a nozzle port (discharge port) 15c input port 16 transport belt (transport means) 18 polymerization machine (polymerization section) 30b water

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 石▲崎▼ 邦彦 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) 4J011 BB01 BB03 BB06 BB11 DA04 DB12 DB13 DB21 DB27 Continuing from the front page (72) Inventor Koji Miyake 992, Nishioki, Okihama-shi, Abashiri-ku, Himeji-shi, Hyogo Nippon Shokuhin Co., Ltd. F-term in Nippon Shokubai (reference) 4J011 BB01 BB03 BB06 BB11 DA04 DB12 DB13 DB21 DB27

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】溶液を投入する投入口と、該投入口より下
方に位置し、投入された該溶液を排出する排出口とが形
成された容器に、水溶性のエチレン性不飽和単量体を含
んでなる溶液を投入する工程Aと、 上記工程Aと同時、または、該工程Aに先立って、上記
容器の内面における、水溶性のエチレン性不飽和単量体
を含んでなる上記溶液が接触する領域の少なくとも一部
に対し、水を供給する工程Bとを含んでなることを特徴
とするエチレン性不飽和単量体の投入方法。
1. A water-soluble ethylenically unsaturated monomer is provided in a container having an inlet for charging a solution and an outlet positioned below the inlet for discharging the charged solution. Step A, in which a solution containing water is added, and simultaneously with or before the step A, the solution containing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer on the inner surface of the container is A step B of supplying water to at least a part of the contact area.
【請求項2】上記容器の内面と鉛直線に垂直な平面とが
なす交線により囲まれる領域であって最小の面積を有す
るものが、上記排出口を含む平面上に位置することを特
徴とする請求項1記載のエチレン性不飽和単量体の投入
方法。
2. A region surrounded by an intersection formed by an inner surface of the container and a plane perpendicular to a vertical line and having a minimum area is located on a plane including the discharge port. The method for charging the ethylenically unsaturated monomer according to claim 1.
【請求項3】上記容器の内面と鉛直線に垂直な平面とが
なす交線により囲まれる領域であって最小の面積を有す
るものが、上記投入口を含む平面より下方、かつ、上記
排出口を含む平面より上方に位置することを特徴とする
請求項1記載のエチレン性不飽和単量体の投入方法。
3. A region surrounded by an intersection formed by an inner surface of the container and a plane perpendicular to the vertical line and having a minimum area is lower than a plane including the input port and the discharge port. The method for charging an ethylenically unsaturated monomer according to claim 1, wherein the method is located above a plane containing:
【請求項4】上記容器が、水溶性のエチレン性不飽和単
量体を含んでなる上記溶液と重合反応の開始剤とを混合
する、混合器を含んでなることを特徴とする請求項1な
いし3の何れか一項に記載のエチレン性不飽和単量体の
投入方法。
4. The container according to claim 1, wherein said container comprises a mixer for mixing said solution containing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer and a polymerization reaction initiator. 4. A method for charging the ethylenically unsaturated monomer according to any one of claims 3 to 3.
【請求項5】上記容器が、水溶性のエチレン性不飽和単
量体を含んでなる上記溶液に供給された不活性ガスを除
去する、ガス除去器を含んでなることを特徴とする請求
項1ないし3の何れか一項に記載のエチレン性不飽和単
量体の投入方法。
5. The container according to claim 1, wherein said container comprises a gas remover for removing an inert gas supplied to said solution containing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer. The method for charging the ethylenically unsaturated monomer according to any one of claims 1 to 3.
【請求項6】水溶性のエチレン性不飽和単量体を含んで
なる溶液を、投入管から重合部に投入する工程Cと、 上記工程Cと同時、または、該工程Cに先立って、上記
投入管の内面、および/または、外面における上記溶液
が接触する領域の少なくとも一部に対し、水を供給する
工程Dとを含んでなることを特徴とするエチレン性不飽
和単量体の投入方法。
6. A step C of charging a solution containing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer into a polymerization section from a charging pipe, and simultaneously with the step C or prior to the step C, Supplying water to at least a part of a region on the inner surface and / or outer surface of the charging tube where the solution comes into contact, and a step D of supplying ethylenically unsaturated monomer. .
【請求項7】上記重合部内に、その上面に対し、上記投
入管から上記溶液が投入されるとともに、該溶液を連続
式で搬送する搬送手段が設けられており、 上記搬送手段の上面への上記溶液の投入が、0.5cm
〜50cmの投入高さの範囲内で行われることを特徴と
する請求項6記載のエチレン性不飽和単量体の投入方
法。
7. A transfer means for feeding the solution from the inlet pipe to the upper surface of the polymerization unit and continuously transferring the solution to the upper surface of the polymerization unit. 0.5cm of the above solution
The method for charging an ethylenically unsaturated monomer according to claim 6, wherein the charging is performed within a range of a charging height of about 50 cm.
【請求項8】水溶性のエチレン性不飽和単量体を含んで
なる溶液を投入する工程と、 該溶液を洗浄する工程とを含んでなることを特徴とする
エチレン性不飽和単量体の投入方法。
8. A method for producing an ethylenically unsaturated monomer, comprising the steps of: introducing a solution containing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer; and washing the solution. Input method.
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