JP2005036100A - Method for producing water-absorbing resin - Google Patents

Method for producing water-absorbing resin Download PDF

Info

Publication number
JP2005036100A
JP2005036100A JP2003274121A JP2003274121A JP2005036100A JP 2005036100 A JP2005036100 A JP 2005036100A JP 2003274121 A JP2003274121 A JP 2003274121A JP 2003274121 A JP2003274121 A JP 2003274121A JP 2005036100 A JP2005036100 A JP 2005036100A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
polymerization
endless belt
aqueous solution
monomer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003274121A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yorimichi Dairoku
頼道 大六
Yoshio Irie
好夫 入江
Shinichi Fujino
眞一 藤野
Yasuhiro Fujita
康弘 藤田
Kenji Tada
賢治 夛田
Hiroki Inoue
博樹 井上
Makoto Nagasawa
誠 長澤
Hiroshi Shibata
浩史 柴田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Shokubai Co Ltd filed Critical Nippon Shokubai Co Ltd
Priority to JP2003274121A priority Critical patent/JP2005036100A/en
Publication of JP2005036100A publication Critical patent/JP2005036100A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Absorbent Articles And Supports Therefor (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a high-quality water-absorbing resin at low cost. <P>SOLUTION: The method for producing the water-absorbing resin comprises the step(a) of feeding a monomer-containing aqueous solution 102 onto an endless belt 106, the step(b) of polymerizing the monomer while evaporating the water in the aqueous solution 102 in a boiling condition and expanding the resultant hydrous polymer 108, the step(c) of irregularly peeling the hydrous polymer 108 off the endless belt 106 owing to the expansion, and the step(d) of contracting the expanded hydrous polymer 108 and collecting it. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、吸水性樹脂の連続製造方法に関する。より詳しくは、本発明は、水溶液中に含まれる単量体の連続重合によって、吸水性樹脂を製造する方法に関する。本発明の方法によって製造された吸水性樹脂は、紙おむつや生理用ナプキンなどの衛生用品、土壌用保水剤などに有効に用いられる。   The present invention relates to a method for continuously producing a water absorbent resin. More specifically, the present invention relates to a method for producing a water-absorbing resin by continuous polymerization of monomers contained in an aqueous solution. The water-absorbent resin produced by the method of the present invention is effectively used for sanitary products such as disposable diapers and sanitary napkins, and water retention agents for soil.

吸水性樹脂は、優れた吸水力を有する樹脂であり、その特性を活かして幅広い用途に適用されている。例えば、吸水性樹脂は、紙オムツ、生理用ナプキンなどの衛生用品、土壌用保水剤などに適用されている。   The water-absorbing resin is a resin having an excellent water-absorbing power, and has been applied to a wide range of uses by making use of its characteristics. For example, the water-absorbing resin is applied to sanitary goods such as paper diapers and sanitary napkins, soil water retention agents, and the like.

このような吸水性樹脂(高吸水性樹脂、吸水性ポリマーとも呼ばれる)は、例えば、日本工業規格(JIS)K7223−1996に記載されており既に公知である。上記の吸水性樹脂としては、例えば、ポリアクリル酸部分中和物架橋体、澱粉−アクリル酸グラフト重合体の加水分解物、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体ケン化物、アクリロニトリル共重合体若しくはアクリルアミド共重合体の加水分解物又はこれらの架橋体、及びカチオン性モノマーの架橋体等が知られている。   Such a water-absorbing resin (also referred to as a highly water-absorbing resin or a water-absorbing polymer) is described in, for example, Japanese Industrial Standard (JIS) K7223-1996 and is already known. Examples of the water-absorbing resin include a crosslinked polyacrylic acid partially neutralized product, a hydrolyzate of starch-acrylic acid graft polymer, a saponified vinyl acetate-acrylic ester copolymer, an acrylonitrile copolymer, or an acrylamide. A hydrolyzate of a copolymer or a crosslinked product thereof, and a crosslinked product of a cationic monomer are known.

吸水性樹脂は衛生用品や土壌用保水剤における使用量が比較的大きいため、吸水性樹脂を用いた製品のコスト競争力にも大きな影響を及ぼす。そこで、吸水性樹脂の製造コストを削減する技術の開発が、所望されている。   Since the water-absorbing resin is relatively used in sanitary products and soil water retention agents, it has a great influence on the cost competitiveness of products using the water-absorbing resin. Therefore, development of a technique for reducing the manufacturing cost of the water absorbent resin is desired.

吸水性樹脂を水溶液重合によって製造する場合には、単量体および重合開始剤を含む水溶液を準備する。該水溶液において水溶液重合を進行させ、ゲル状の含水重合体を得る。含水重合体を解砕した後、粒子状の含水重合体を乾燥させて、粒子状のベースポリマーを得る。続いて、ベースポリマーを表面架橋させることによって、吸水性樹脂を得る。   When manufacturing a water absorbing resin by aqueous solution polymerization, the aqueous solution containing a monomer and a polymerization initiator is prepared. Aqueous polymerization proceeds in the aqueous solution to obtain a gel-like hydrated polymer. After crushing the water-containing polymer, the particulate water-containing polymer is dried to obtain a particulate base polymer. Subsequently, the base polymer is surface-crosslinked to obtain a water absorbent resin.

かような工程においては、含水重合体の乾燥に多量のエネルギーが必要である。そこで、高濃度の単量体を含む水溶液を用いて含水量の少ない含水重合体を製造する方法が提案されている(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。しかしながら、提案されている方法に従って製造される吸水性樹脂は、生成する吸水性樹脂の吸収倍率の割に可溶分量が多いなど、吸水特性に関して問題があった。理由は明確ではないが、高濃度重合の重合初期に生成する高分子量の成分が、吸水特性に悪影響を及ぼすと考えられる。   In such a process, a large amount of energy is required to dry the hydropolymer. Therefore, a method for producing a water-containing polymer having a low water content using an aqueous solution containing a high concentration of monomer has been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). However, the water-absorbent resin produced according to the proposed method has a problem with respect to the water-absorbing property, such as a large amount of soluble component for the absorption capacity of the produced water-absorbent resin. Although the reason is not clear, it is considered that a high molecular weight component generated at the initial stage of high concentration polymerization adversely affects the water absorption characteristics.

そこで、製造される吸水性樹脂の吸水特性を高めるために、単量体濃度が低い水溶液を用いて、一定温度以下に温度を制御しながら、重合させる技術が開発された(例えば、特許文献3および特許文献4参照)。緩やかな重合条件を採用することによって、吸水特性に優れる吸水性樹脂を得ることが可能である。しかしながら、重合反応中には重合熱が発生するため、重合反応液を除熱する必要がある。また、含水量の多い含水重合体を乾燥させるために多くの熱量が必要である。つまり、特許文献3および特許文献4に開示されている技術は、吸水性樹脂の吸水特性の向上には貢献するが、製造コストに関して改良の余地を残していた。   Therefore, in order to improve the water absorption characteristics of the produced water absorbent resin, a technique for polymerizing while using an aqueous solution having a low monomer concentration while controlling the temperature below a certain temperature has been developed (for example, Patent Document 3). And Patent Document 4). By adopting mild polymerization conditions, it is possible to obtain a water-absorbing resin having excellent water absorption characteristics. However, since heat of polymerization is generated during the polymerization reaction, it is necessary to remove heat from the polymerization reaction solution. Further, a large amount of heat is required to dry the water-containing polymer having a high water content. That is, the techniques disclosed in Patent Document 3 and Patent Document 4 contribute to the improvement of the water absorption characteristics of the water absorbent resin, but leave room for improvement in terms of manufacturing cost.

製造コストおよび品質の双方を満たす技術としては、アクリル酸またはそのナトリウム塩を高濃度で含む水溶液を、重合開始温度を高く設定し、水を蒸発させながら重合させる方法が開示されている(特許文献5参照)。かような方法を用いれば、重合中の除熱が不必要であるため、除熱に要するコストを削減できる。また、形成される含水重合体の含水量が少ないため、乾燥に要するコストを削減できる。しかも、製造される吸水性樹脂の吸水特性も優れている。ただし、特許文献5においては、連続工程で吸水性樹脂を製造する技術については、簡単にしか触れられていない。   As a technique that satisfies both the manufacturing cost and quality, a method is disclosed in which an aqueous solution containing acrylic acid or its sodium salt at a high concentration is polymerized while the polymerization initiation temperature is set high and water is evaporated (Patent Document). 5). If such a method is used, heat removal during polymerization is unnecessary, and therefore the cost required for heat removal can be reduced. Moreover, since the water content of the formed water-containing polymer is small, the cost required for drying can be reduced. In addition, the water-absorbing properties of the produced water-absorbing resin are also excellent. However, in Patent Document 5, the technology for producing a water-absorbing resin in a continuous process is only briefly described.

水溶液中に含まれる単量体の連続重合に関する技術としては、例えば、水溶液が供給されるエンドレスベルトの形状を制御することによって、形成される重合体の剥離を容易にする技術が提案されている(特許文献6参照)。特許文献6に開示されているエンドレスベルトは支持ロールが設置されており、支持ロールによって凹部状に形作られた窪みに、水溶液が供給される。この状態で重合反応が進行し、形成される重合体は、凹部の形状に沿って固化する。エンドレスベルトは端部に近づくに従って平坦になり、凹部の形状に沿って固化した重合体が、エンドレスベルトの側端部から徐々に剥離する。
特開昭58−71907号公報 米国特許第4985518号明細書 特開平4−175319号公報 特開平11−228604号公報 特開2002−212204号公報 特開昭62−156102号公報
As a technique related to continuous polymerization of monomers contained in an aqueous solution, for example, a technique that facilitates peeling of a formed polymer by controlling the shape of an endless belt to which an aqueous solution is supplied has been proposed. (See Patent Document 6). The endless belt disclosed in Patent Document 6 is provided with a support roll, and an aqueous solution is supplied to a recess formed in a concave shape by the support roll. The polymerization reaction proceeds in this state, and the formed polymer is solidified along the shape of the recess. The endless belt becomes flat as it approaches the end, and the polymer solidified along the shape of the recess gradually peels from the side end of the endless belt.
JP 58-71907 A US Pat. No. 4,985,518 JP-A-4-175319 JP-A-11-228604 JP 2002-212204 A Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-156102

本発明が目的とするところは、高品質の吸水性樹脂を、低コストで製造する手段を提供することである。   An object of the present invention is to provide a means for producing a high-quality water-absorbing resin at a low cost.

本発明は、エンドレスベルト上に単量体を含む水溶液を供給する段階(a)と、前記水溶液に含まれる水を沸騰状態で蒸発させながら前記単量体を重合させて、含水重合体を膨張させる段階(b)と、膨張により、前記含水重合体を前記エンドレスベルトから不規則状に剥離させる段階(c)と、膨張した前記含水重合体を収縮させて連続的に回収する段階(d)とを含む、吸水性樹脂の製造方法である。   The present invention includes a step (a) of supplying an aqueous solution containing a monomer onto an endless belt, and expanding the hydrous polymer by polymerizing the monomer while evaporating water contained in the aqueous solution in a boiling state. A step (b) of causing the water-containing polymer to be irregularly separated from the endless belt by expansion, and a step (d) for continuously recovering the expanded water-containing polymer by contraction. And a method for producing a water-absorbent resin.

本発明の製法方法を用いれば、高品質の吸水性樹脂を、低コストで製造することが可能である。   By using the production method of the present invention, a high-quality water-absorbing resin can be produced at a low cost.

まず、アクリル酸またはその塩を単量体として用いて、吸水性樹脂を製造する方法について、図面を参照して説明する。ただし、本発明の製造方法は、図示する実施態様に限定されるものではない。例えば、本発明の製造方法は、他の化合物を単量体として用いる実施態様にも適用されうる。また、本発明の製造方法の実施に際して、必要に応じて適宜改良することを妨げるものではない。   First, a method for producing a water absorbent resin using acrylic acid or a salt thereof as a monomer will be described with reference to the drawings. However, the manufacturing method of the present invention is not limited to the illustrated embodiment. For example, the production method of the present invention can be applied to embodiments using other compounds as monomers. Further, it does not preclude improvement as necessary when the production method of the present invention is carried out.

図1は、吸水性樹脂の製造方法の工程図である。まず、アクリル酸またはその塩(以下、「アクリル酸成分」と略記)を含む水溶液102が、重合装置104に備えられたエンドレスベルト106上に供給される。エンドレスベルト106は可動性であり、エンドレスベルト106の移動に伴い、供給された水溶液102が搬送される。水溶液102は、アクリル酸成分以外にも必要に応じて他の成分を含む。例えば、水溶液102は、架橋剤、重合開始剤などを含む。アクリル酸塩を単量体として用いる場合には、アクリル酸を中和する水酸化ナトリウム水溶液が、予め水溶液102に添加されてもよい。   FIG. 1 is a process diagram of a method for producing a water absorbent resin. First, an aqueous solution 102 containing acrylic acid or a salt thereof (hereinafter abbreviated as “acrylic acid component”) is supplied onto an endless belt 106 provided in the polymerization apparatus 104. The endless belt 106 is movable, and the supplied aqueous solution 102 is conveyed as the endless belt 106 moves. The aqueous solution 102 contains other components as required in addition to the acrylic acid component. For example, the aqueous solution 102 includes a crosslinking agent, a polymerization initiator, and the like. When using an acrylate as a monomer, an aqueous sodium hydroxide solution that neutralizes acrylic acid may be added to the aqueous solution 102 in advance.

重合開始剤として熱重合開始剤を用いる場合には、水溶液102がエンドレスベルト106上に供給される前に重合が開始して、配管が閉塞する虞がある。したがって、熱重合開始剤は、水溶液102がエンドレスベルト106上に供給される直前に添加されるとよい。また、均一な重合を実現するために、水溶液102は、エンドレスベルト106への供給前に撹拌されることが好ましい。撹拌手段は、本発明では特に限定されない。   When a thermal polymerization initiator is used as the polymerization initiator, the polymerization may start before the aqueous solution 102 is supplied onto the endless belt 106, and the piping may be blocked. Therefore, the thermal polymerization initiator may be added immediately before the aqueous solution 102 is supplied onto the endless belt 106. In order to achieve uniform polymerization, the aqueous solution 102 is preferably stirred before being supplied to the endless belt 106. The stirring means is not particularly limited in the present invention.

本発明においては、エンドレスベルト106に供給された水溶液が加熱され、水が激しく蒸発しながら重合反応が進行する。したがって、エンドレスベルト106に供給される水溶液102は、予めある程度の温度にまで昇温されていることが好ましい。水溶液102の加熱は、ヒーターなどの加熱装置を用いて行ってもよいし、アクリル酸の中和熱および/または溶解熱を利用してもよい。製造コストを考慮すると、アクリル酸の中和熱および/または溶解熱を利用することが好ましい。   In the present invention, the aqueous solution supplied to the endless belt 106 is heated, and the polymerization reaction proceeds while water is vigorously evaporated. Therefore, it is preferable that the aqueous solution 102 supplied to the endless belt 106 is heated to a certain temperature in advance. The aqueous solution 102 may be heated using a heating device such as a heater, or the neutralization heat and / or dissolution heat of acrylic acid may be used. Considering the production cost, it is preferable to use the heat of neutralization and / or the heat of dissolution of acrylic acid.

ここで、参考までに、吸水性樹脂の重合装置の一実施形態の模式図を図2に示す。重合装置は、一端の回転体202と、他端に設けられた他の回転体204と、回転体202と回転体204との間に張設された可動性エンドレスベルト106とよりなる。回転体は、モータ等のような動力源に、必要により変速機等(いずれも図示せず)を介して連結されている。少なくとも一方の回転体が、動力源に連結されていればよい。   Here, for reference, a schematic diagram of an embodiment of a water-absorbing resin polymerization apparatus is shown in FIG. The polymerization apparatus includes a rotating body 202 at one end, another rotating body 204 provided at the other end, and a movable endless belt 106 stretched between the rotating body 202 and the rotating body 204. The rotating body is connected to a power source such as a motor, if necessary, via a transmission or the like (both not shown). It is sufficient that at least one of the rotating bodies is connected to the power source.

エンドレスベルト106上面の一端には単量体を含む水溶液を供給する単量体供給手段206が、他端には含水重合体108を排出する含水重合体排出装置208が配設されている。重合装置を構成する具体的材料や改良などについては、公知技術が適用されうる。例えば、特開2000−17004号公報などに記載されている公知技術が適宜参照されうる。   A monomer supply means 206 for supplying an aqueous solution containing a monomer is disposed at one end of the upper surface of the endless belt 106, and a water-containing polymer discharging device 208 for discharging the water-containing polymer 108 is disposed at the other end. Known techniques can be applied to specific materials and improvements constituting the polymerization apparatus. For example, known techniques described in JP 2000-17004 A can be appropriately referred to.

水溶液中の単量体は、エンドレスベルト106上を搬送されながら重合され、重合に伴う重合熱によって重合系の温度が上昇する。そして、沸点にまで加熱された水が沸騰状態で蒸発している水溶液において、単量体の重合反応が進行する。その結果、生成する含水重合体108は、エンドレスベルト106上を搬送される過程で膨張し、含水重合体108は発泡した状態となる。膨張により含水重合体が発泡体になる過程で、含水重合体108はエンドレスベルト106から不規則状に剥離する。含水重合体108中に含まれる水は、エンドレスベルト106の進行に伴い、徐々に蒸発する。したがって、含水重合体中の含水量は、エンドレスベルト106が進行するに従って、徐々に減少していく。また、エンドレスベルト106の進行に伴い、含水重合体108からの水の蒸発も緩やかになり、発泡した含水重合体は徐々に収縮していく。なお、エンドレスベルト106上に供給された水溶液102の逆流を防ぐために、重合装置は、含水重合体108が搬送される側が低くなっているとよい。   The monomer in the aqueous solution is polymerized while being conveyed on the endless belt 106, and the temperature of the polymerization system rises due to the polymerization heat accompanying the polymerization. The monomer polymerization reaction proceeds in an aqueous solution in which water heated to the boiling point is evaporated in a boiling state. As a result, the produced hydropolymer 108 expands in the process of being conveyed on the endless belt 106, and the hydropolymer 108 is in a foamed state. In the process where the hydrous polymer becomes a foam by expansion, the hydropolymer 108 peels irregularly from the endless belt 106. The water contained in the water-containing polymer 108 gradually evaporates as the endless belt 106 advances. Therefore, the water content in the water-containing polymer gradually decreases as the endless belt 106 advances. As the endless belt 106 advances, water from the water-containing polymer 108 also evaporates gradually, and the foamed water-containing polymer gradually contracts. In order to prevent the back flow of the aqueous solution 102 supplied onto the endless belt 106, the polymerization apparatus may be low on the side where the hydropolymer 108 is conveyed.

水を蒸発させながら重合反応を進行させて、発泡した含水重合体を製造すると、最終的に得られる吸水性樹脂は、吸水特性に優れる。激しい反応条件で重合反応を進行させると、吸水特性が低下すると考えられていたが、本発明の製造方法を用いれば、緩やかな反応条件下で製造された吸水性樹脂と同等の品質を有する吸水性樹脂が製造されうる。理由は明確ではないが、ある程度の高温で重合反応を開始させ、発泡した含水重合体を製造する方法を採用すれば、吸水特性に悪影響を及ぼす高分子量の含水重合体の形成を抑制できるためと推測される。   When a foamed water-containing polymer is produced by advancing the polymerization reaction while evaporating water, the finally obtained water-absorbent resin is excellent in water absorption characteristics. Although it was thought that when the polymerization reaction was allowed to proceed under severe reaction conditions, the water absorption characteristics were lowered, the water absorption having the same quality as the water absorbent resin produced under mild reaction conditions was obtained using the production method of the present invention. Resin can be manufactured. The reason is not clear, but it is possible to suppress the formation of a high-molecular-weight water-containing polymer that adversely affects the water-absorbing properties if a polymerization reaction is started at a certain high temperature and a method for producing a foamed water-containing polymer is adopted. Guessed.

また、特許文献3および特許文献4に記載の方法においては、緩やかに重合反応を進行させるために、重合反応が進行する水溶液の温度および単量体の濃度が低く制御されていた。つまり、発生した重合熱によって、水溶液の温度が必要以上に上昇しないように、必要に応じて、水溶液から熱を取り除く必要があった。一方、本発明の方法は、重合熱を、水溶液の温度を上昇させるために利用する。したがって、本発明の方法は、エネルギー効率に優れる。   In the methods described in Patent Document 3 and Patent Document 4, the temperature of the aqueous solution in which the polymerization reaction proceeds and the concentration of the monomer are controlled to be low so that the polymerization reaction proceeds slowly. That is, it is necessary to remove heat from the aqueous solution as necessary so that the temperature of the aqueous solution does not increase more than necessary due to the generated heat of polymerization. On the other hand, the method of the present invention utilizes the heat of polymerization to raise the temperature of the aqueous solution. Therefore, the method of the present invention is excellent in energy efficiency.

その上、水溶液が高温であると、十分な速度で重合反応が進行する。エンドレスベルトを用いた連続重合は、本来的に生産性に優れる。しかし、エンドレスベルトから含水重合体が回収される前に、十分に重合反応が進行している必要がある。このため、エンドレスベルトを用いた連続重合の生産性は、重合反応速度に大きく影響される。例えば、エンドレスベルトへの水溶液の供給量を十分確保するためには、幅が広いエンドレスベルトを用いる、または、エンドレスベルトを長くしてエンドレスベルトの搬送速度を上昇させる必要がある。しかしながら、いずれの場合にも重合装置の大型化を招き、吸水性樹脂の製造コストが増大する。本発明の吸水性樹脂の製造方法においては、エンドレスベルトに供給された水溶液が激しく蒸発する程の高温で重合反応が進行し、重合反応の反応速度は非常に大きい。このため、従来のエンドレスベルトを用いた連続重合では想像できないような短時間での重合が可能であり、吸水性樹脂の生産性が大幅に向上する。また、重合装置の大きさの点についていえば、従来用いられていた重合装置と同様のスケールの重合装置によって、大量の吸水性樹脂を処理できるため、設備コストを大幅に削減させうる。逆に、吸水性樹脂の供給量を一定に保つのであれば、重合装置の小型化が可能である。ただし、重合装置のサイズは、発泡した含水重合体の体積が大きく増加することに、留意して決定されるべきである。   In addition, when the aqueous solution is at a high temperature, the polymerization reaction proceeds at a sufficient rate. Continuous polymerization using an endless belt is inherently excellent in productivity. However, before the water-containing polymer is recovered from the endless belt, the polymerization reaction needs to proceed sufficiently. For this reason, the productivity of continuous polymerization using an endless belt is greatly influenced by the polymerization reaction rate. For example, in order to ensure a sufficient supply amount of the aqueous solution to the endless belt, it is necessary to use a wide endless belt or lengthen the endless belt to increase the transport speed of the endless belt. However, in any case, the polymerization apparatus is increased in size, and the production cost of the water absorbent resin is increased. In the method for producing a water absorbent resin of the present invention, the polymerization reaction proceeds at such a high temperature that the aqueous solution supplied to the endless belt evaporates violently, and the reaction rate of the polymerization reaction is very high. For this reason, polymerization in a short time that cannot be imagined by continuous polymerization using a conventional endless belt is possible, and the productivity of the water-absorbent resin is greatly improved. In terms of the size of the polymerization apparatus, a large amount of water-absorbing resin can be processed by a polymerization apparatus having a scale similar to that of a conventionally used polymerization apparatus, so that the equipment cost can be greatly reduced. On the contrary, if the supply amount of the water-absorbing resin is kept constant, the polymerization apparatus can be downsized. However, the size of the polymerization apparatus should be determined with care that the volume of the foamed hydropolymer is greatly increased.

また、エンドレスベルトを用いて発泡重合させる場合には、ゲル状の含水重合体からなるゲルシートを厚くさせうる。バッチ重合により発泡重合を行なう場合には、四方に自由に膨張するため、厚いゲルシートを得ることが困難である。一方、エンドレスベルト上を移動させながら連続重合する場合には、進行方向への膨張が拘束されるため、上方向へ膨張し、厚いゲルシートを得ることができる。このため、生産性がいっそう向上する。具体的には、ゲル状の含水重合体からなるゲルシートの厚みは、好ましくは、皺を引き伸ばし平坦にした部分において、2〜20mmである。   Further, when foam polymerization is performed using an endless belt, a gel sheet made of a gel-like water-containing polymer can be made thick. When performing foam polymerization by batch polymerization, since it expands freely in all directions, it is difficult to obtain a thick gel sheet. On the other hand, in the case of continuous polymerization while moving on the endless belt, since expansion in the traveling direction is restricted, the gel expands upward and a thick gel sheet can be obtained. For this reason, productivity improves further. Specifically, the thickness of the gel sheet made of the gel-like water-containing polymer is preferably 2 to 20 mm in the portion where the wrinkles are stretched and flattened.

また、エンドレスベルトを用いた連続重合により、吸水性樹脂を製造すると、驚くべきことに、得られる吸水性樹脂の品質が向上する効果も得られる。バッチ重合により吸水性樹脂を製造する場合には、重合装置の壁が四方にあるので、壁に付着するモノマーが多く、そのモノマーが形成されたゲルに再付着して、含水重合体中に残存するモノマーが多い。一方、本発明の製造方法を用いれば、重合装置の両サイドには壁があるが、進行方向には壁がない。このため、含水重合体に再付着する残存モノマーが少なくなるためと推測される。   In addition, when a water-absorbing resin is produced by continuous polymerization using an endless belt, surprisingly, an effect of improving the quality of the obtained water-absorbing resin is also obtained. When manufacturing a water-absorbing resin by batch polymerization, the walls of the polymerization equipment are on all sides, so there are many monomers adhering to the walls, and they are reattached to the gel on which the monomers are formed and remain in the hydrous polymer. Many monomers are used. On the other hand, if the production method of the present invention is used, there are walls on both sides of the polymerization apparatus, but there are no walls in the traveling direction. For this reason, it is estimated that the residual monomer which adheres again to a water-containing polymer decreases.

エンドレスベルト106上を搬送された含水重合体は、エンドレスベルトの端部において連続的に回収され、解砕機110に搬送される。エンドレスベルトからの含水重合体の回収手段は特に限定されない。例えば、巻き取りローラを用いてシート状の含水重合体が巻き取られ、解砕機110に搬送される。搬送ローラなどを用いて、製造された含水重合体が連続的に解砕機に供給されてもよい。   The hydropolymer transported on the endless belt 106 is continuously collected at the end of the endless belt and transported to the crusher 110. The means for recovering the water-containing polymer from the endless belt is not particularly limited. For example, the sheet-like water-containing polymer is taken up using a take-up roller and conveyed to the crusher 110. The produced hydropolymer may be continuously supplied to the crusher using a conveyance roller or the like.

単量体を含む水溶液中の水を蒸発させながら発泡される重合方法を用いれば、エンドレスベルト106上に形成される含水重合体は、発泡体となっており、エンドレスベルト106と発泡体との、接触面積は小さい。このため、エンドレスベルト106から、含水重合体108を容易に剥離させることができ、回収に要する労力を低減できる。連続的に含水重合体を製造する上で、かような利点は大きい。また、回収されなかった含水重合体がエンドレスベルト106に残存して、製品の品質を劣化させることも防止しうる。   If a polymerization method in which water in an aqueous solution containing a monomer is evaporated is used for foaming, the water-containing polymer formed on the endless belt 106 is a foam, and the endless belt 106 and the foam The contact area is small. Therefore, the water-containing polymer 108 can be easily peeled from the endless belt 106, and the labor required for recovery can be reduced. Such advantages are great in continuously producing a hydrous polymer. Further, it is possible to prevent the water-containing polymer that has not been recovered from remaining on the endless belt 106 and deteriorating the quality of the product.

特許文献6には、エンドレスベルト自体を凹部にして、エンドレスベルトに付着した重合体を剥離させる技術が開示されているが、剥離のメカニズムが本願とは根本的に異なる。特許文献6に開示されている技術は、エンドレスベルトに強固に付着する重合体に関して適用される技術であり、重合体は、エンドレスベルトに沿って固化することが前提となっている。これに対し、本発明においては、形成される含水重合体が発泡体となり、含水重合体とエンドレスベルトとの付着力が、重合の過程で自然に弱まる。したがって、本発明のエンドレスベルトが平坦であっても、含水重合体はエンドレスベルトから容易に剥離されうる。また、含水重合体は、側端部から連続的に剥離するのではなく、発泡の過程においてエンドレスベルトと含水重合体との付着力が、全体的に弱まり、不規則状に剥離する。ここで、「不規則状に剥離する」とは、数多くの箇所が、不規則に剥離することを意味する。例えば、エンドレスベルトの進行に伴い、サイドから徐々に剥離が進行する形態は、「不規則状に剥離」には該当しない。一方、エンドレスベルトの進行に伴い、エンドレスベルトと含水重合体との剥離箇所が、数多く不規則に出現する形態は、「不規則状に剥離」に該当する。ただし、場合によってはエンドレスベルトが凹部上に撓んでいてもよい。例えば、エンドレスベルトが自重で凹部上に撓んでいても良い。   Patent Document 6 discloses a technique in which the endless belt itself is used as a recess to peel off the polymer attached to the endless belt, but the peeling mechanism is fundamentally different from that of the present application. The technique disclosed in Patent Document 6 is a technique applied to a polymer that adheres firmly to an endless belt, and it is assumed that the polymer is solidified along the endless belt. On the other hand, in the present invention, the formed water-containing polymer becomes a foam, and the adhesion between the water-containing polymer and the endless belt is naturally weakened during the polymerization process. Therefore, even if the endless belt of the present invention is flat, the water-containing polymer can be easily peeled off from the endless belt. Further, the water-containing polymer is not continuously peeled from the side end portion, but the adhesive force between the endless belt and the water-containing polymer is weakened as a whole during the foaming process, and peels irregularly. Here, “peeling irregularly” means that many parts peel irregularly. For example, the form in which peeling gradually proceeds from the side as the endless belt progresses does not correspond to “irregular peeling”. On the other hand, a form in which a large number of peeling portions of the endless belt and the water-containing polymer appear irregularly with the progress of the endless belt corresponds to “irregular peeling”. However, in some cases, the endless belt may be bent on the recess. For example, the endless belt may be bent on the recess by its own weight.

回収された含水重合体は、解砕機110において、乾燥に適した大きさに解砕され、乾燥機112に搬送される。本発明においては、水が蒸発しながら含水重合体が形成されるため、含水重合体の含水量が低い。換言すれば、含水重合体の固形分濃度が高い。このため、含水重合体の乾燥に要するエネルギーを削減しうる。従来の連続工程においては、乾燥機の処理能力が他の機器の処理能力より低いため、場合によっては、乾燥機を複数台準備し、乾燥工程を複数系列にするなどの措置が必要であった。本発明の製造方法を採用すれば、乾燥工程を一系列に統一することも可能であり、本発明によって設備コストの削減、製品品質の均一化が促進されうる。   The recovered water-containing polymer is crushed to a size suitable for drying in the crusher 110 and conveyed to the dryer 112. In the present invention, since the water-containing polymer is formed while water is evaporated, the water content of the water-containing polymer is low. In other words, the solid content concentration of the water-containing polymer is high. For this reason, the energy required for drying the water-containing polymer can be reduced. In the conventional continuous process, since the processing capacity of the dryer is lower than the processing capacity of other equipment, in some cases, it was necessary to take measures such as preparing multiple dryers and making the drying process into multiple series . If the manufacturing method of this invention is employ | adopted, it is also possible to unify a drying process in one series, and reduction of installation cost and uniformization of product quality can be promoted by this invention.

含水重合体の乾燥によって生じたベースポリマーは、分級機114に搬送される。なお、ベースポリマーとは、含水重合体の乾燥によって生じた重合体を意味する。後工程で表面架橋される場合には、表面架橋される前の重合体を意味する。所定の大きさのベースポリマーは、表面架橋装置116に搬送される。粒径が大きすぎるベースポリマーは、ロールミルなどの粉砕機118を用いて粉砕され、再度、分級機114に搬送される。粒径が小さすぎる、微粉末状のベースポリマーは、造粒機120に搬送される。ベースポリマーは、スプレー122から散布された水性液を用いて造粒され、含水重合体として、再度、解砕機110に搬送される。   The base polymer generated by drying the water-containing polymer is conveyed to the classifier 114. The base polymer means a polymer produced by drying the hydropolymer. When surface cross-linking is performed in a subsequent step, it means a polymer before surface cross-linking. The base polymer having a predetermined size is conveyed to the surface crosslinking device 116. A base polymer having an excessively large particle size is pulverized using a pulverizer 118 such as a roll mill, and conveyed to the classifier 114 again. A finely powdered base polymer having a particle size that is too small is conveyed to the granulator 120. The base polymer is granulated using the aqueous liquid sprayed from the spray 122, and is transported to the crusher 110 again as a water-containing polymer.

表面架橋装置116において、ベースポリマーを表面架橋剤を用いて表面架橋することによって、表面架橋吸水性樹脂を得る。表面架橋された吸水性樹脂は、整粒などの必要な処理を施されたのち、製品124となる。   In the surface crosslinking device 116, the surface polymer is surface-crosslinked with a surface crosslinking agent to obtain a surface-crosslinked water-absorbing resin. The surface-crosslinked water-absorbent resin is subjected to a necessary treatment such as sizing, and then becomes a product 124.

本発明で製造される吸水性樹脂は、例えば、0.90質量%生理食塩水に対する無荷重下吸水倍率(GV)が、10〜90g/g、好ましくは20〜55g/g、さらに好ましくは25〜50g/gの範囲である、吸水性を示す樹脂である。さらには、本発明で製造される吸水性樹脂は、例えば、0.90質量%生理食塩水に対する4.83kPaで60分の加圧下での吸水倍率(AAP)が、10g/g以上、好ましくは15g/g以上、さらに好ましくは20g/g以上の範囲である、吸水性を示す樹脂である。   The water-absorbing resin produced in the present invention has, for example, a load-absorbing capacity (GV) with respect to 0.90% by mass physiological saline of 10 to 90 g / g, preferably 20 to 55 g / g, and more preferably 25. It is resin which shows the water absorption which is the range of -50g / g. Furthermore, the water-absorbent resin produced in the present invention has a water absorption capacity (AAP) of, for example, 4.83 kPa against 0.90% by mass physiological saline under a pressure of 60 minutes, preferably 10 g / g or more. It is a resin exhibiting water absorption in a range of 15 g / g or more, more preferably 20 g / g or more.

続いて、使用されうる化合物や、反応条件などについて、詳細に説明する。   Subsequently, compounds that can be used, reaction conditions, and the like will be described in detail.

本発明で吸水性樹脂の原料として用いられる単量体としては、(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、ビニルスルホン酸、アリルトルエンスルホン酸、ビニルトルエンスルホン酸、スチレンスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、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−ヒドロキシエチル(メタ)アクリロイルフォスフェート等のアニオン性不飽和単量体およびその塩;メルカプタン基含有不飽和単量体;フェノール性水酸基含有不飽和単量体;(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド等のアミド基含有不飽和単量体;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)アクリルアミド等のアミノ基含有不飽和単量体が挙げられる。単量体は、単独で用られてもよく、2種類以上が併用されてもよい。   As a monomer used as a raw material for the water absorbent resin in the present invention, (meth) acrylic acid, (anhydrous) maleic acid, itaconic acid, cinnamic acid, vinyl sulfonic acid, allyl toluene sulfonic acid, vinyl toluene sulfonic acid, Such as styrenesulfonic acid, 2- (meth) acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 2- (meth) acryloylethanesulfonic acid, 2- (meth) acryloylpropanesulfonic acid, 2-hydroxyethyl (meth) acryloyl phosphate, etc. Anionic unsaturated monomers and salts thereof; mercaptan group-containing unsaturated monomers; phenolic hydroxyl group-containing unsaturated monomers; (meth) acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meta) ) Amide group-containing unsaturated monomer such as acrylamide; N, N-dimethylaminoethyl (Meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) amino group-containing unsaturated monomer acrylamide. A monomer may be used independently and 2 or more types may be used together.

吸水性樹脂の吸水性能やコストを考慮すると、アクリル酸および/またはその塩が単量体として用いられることが好ましい。塩の具体例としては、アクリル酸の、ナトリウム塩、リチウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、アミン塩が挙げられる。コストを考慮すると、好ましくはアクリル酸のナトリウム塩が用いられる。他の単量体を含んでも良いが、アクリル酸および/またはその塩の使用量が、単量体の総モル数に対して、好ましくは70モル%以上、より好ましくは80モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上、特に好ましくは95モル%以上である。   Considering the water absorption performance and cost of the water absorbent resin, it is preferable to use acrylic acid and / or a salt thereof as a monomer. Specific examples of the salt include sodium salt, lithium salt, potassium salt, ammonium salt and amine salt of acrylic acid. In view of cost, a sodium salt of acrylic acid is preferably used. Although other monomers may be contained, the amount of acrylic acid and / or its salt used is preferably 70 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, and more preferably 80 mol% or more, based on the total number of moles of monomers. Preferably it is 90 mol% or more, Most preferably, it is 95 mol% or more.

エンドレスベルトに供給される水溶液における、単量体の濃度は、特に限定されないが、好ましくは30質量%以上、より好ましくは35質量%以上、さらに好ましくは40質量%以上、さらにより好ましくは45質量%以上、特に好ましくは50質量%以上である、最も好ましくは55質量%以上である。単量体の濃度を高めることによって、吸水性樹脂の生産性が向上する。本発明においては、高濃度の単量体を含む水溶液を用いて、重合反応を進行させうる。従来の連続重合のように、重合熱による重合温度の上昇を抑制しなくても、高品質の吸水性樹脂が製造可能である。単量体の濃度の上限も、特に限定されないが、好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下である。単量体の濃度が高すぎると、吸収倍率が低くなる虞がある。   The concentration of the monomer in the aqueous solution supplied to the endless belt is not particularly limited, but is preferably 30% by mass or more, more preferably 35% by mass or more, further preferably 40% by mass or more, and even more preferably 45% by mass. % Or more, particularly preferably 50% by mass or more, and most preferably 55% by mass or more. By increasing the monomer concentration, the productivity of the water absorbent resin is improved. In the present invention, the polymerization reaction can be advanced using an aqueous solution containing a high concentration of monomer. A high-quality water-absorbing resin can be produced without suppressing an increase in polymerization temperature due to polymerization heat as in conventional continuous polymerization. The upper limit of the monomer concentration is not particularly limited, but is preferably 70% by mass or less, and more preferably 60% by mass or less. If the concentration of the monomer is too high, the absorption capacity may be lowered.

原料として酸基を含有する単量体を用いる場合には、重合前に中和しておいてもよい。例えば、アクリル酸を単量体として用いる場合には、水酸化ナトリウムなどでアクリル酸を中和して、アクリル酸塩とするとよい。酸基を中和しておくことによって、重合後に中和せずとも、紙おむつや生理用ナプキンなどの衛生用品などに適用させうる。   When using a monomer containing an acid group as a raw material, it may be neutralized before polymerization. For example, when acrylic acid is used as a monomer, acrylic acid may be neutralized with sodium hydroxide or the like to form an acrylate. By neutralizing the acid group, it can be applied to sanitary goods such as paper diapers and sanitary napkins without being neutralized after polymerization.

酸基を含有する単量体の中和率は、特に制限されないが、好ましくは50モル%以上100モル%未満、より好ましくは55モル%以上80モル%以下、さらに好ましくは60モル%以上75モル%以下である。   The neutralization rate of the monomer containing an acid group is not particularly limited, but is preferably 50 mol% or more and less than 100 mol%, more preferably 55 mol% or more and 80 mol% or less, and further preferably 60 mol% or more and 75 mol%. It is less than mol%.

エンドレスベルト上に供給される水溶液中には、必要に応じて、適宜架橋剤が含まれる。架橋剤は、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有する化合物等が、使用する単量体や吸水性樹脂に求める性能に応じて適宜選択される。   In the aqueous solution supplied on an endless belt, a crosslinking agent is suitably contained as needed. The crosslinking agent is a compound having a plurality of vinyl groups in the molecule; a compound having a plurality of functional groups capable of reacting with a carboxyl group or a sulfonic acid group in the molecule, and the performance required for the monomer or water-absorbing resin used. It is appropriately selected depending on.

分子内にビニル基を複数有する化合物としては、具体的には、例えば、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)アクリレート等が挙げられる。   Specific examples of the compound having a plurality of vinyl groups in the molecule include N, N′-methylenebis (meth) acrylamide, (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, and (poly) propylene glycol di (meth). Examples include acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, glycerin tri (meth) acrylate, glycerin acrylate methacrylate, ethylene oxide-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, and the like.

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、多価アルコール化合物、エポキシ化合物、多価アミン化合物、多価アミンとハロエポキシ化合物との縮合物、多価イソシアネート化合物、多価オキサゾリン化合物、アルキレンカーボネート化合物、ハロエポキシ化合物、多価金属の水酸化物および塩化物等が挙げられる。例えば、(ポリ)エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、ジプロピレングリコール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、ポリプロピレングリコール、(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、(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、グリシドールなどが用いられうる。   Examples of the compound having a plurality of functional groups capable of reacting with a carboxyl group or a sulfonic acid group in the molecule include a polyhydric alcohol compound, an epoxy compound, a polyvalent amine compound, a condensate of a polyvalent amine and a haloepoxy compound, Examples include isocyanate compounds, polyvalent oxazoline compounds, alkylene carbonate compounds, haloepoxy compounds, polyhydric metal hydroxides and chlorides, and the like. For example, (poly) ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, dipropylene glycol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, polypropylene glycol, (Poly) glycerin, 2-butene-1,4-diol, 1,4-butanediol, (poly) ethylene glycol diglycidyl ether, (poly) glycerol polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, (poly) propylene glycol Diglycidyl ether, glycidol and the like can be used.

ただし、架橋剤は、例示した架橋剤に限定されず、公知の架橋剤が適宜用いられうる。例えば、参照として、特開平11−188727号公報が本願に組み込まれる。水溶液中に含まれうるその他の成分についても、該公報が参照されうる。他の文献を参照してもよい。   However, the crosslinking agent is not limited to the exemplified crosslinking agent, and a known crosslinking agent can be used as appropriate. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-188727 is incorporated in this application as a reference. This publication can be referred to for other components that can be contained in the aqueous solution. You may refer to other literature.

架橋剤の使用量は、特に限定されないが、単量体の総量に対して、好ましくは0.0001〜10モル%、より好ましくは0.001モル%〜1モル%の範囲内である。   Although the usage-amount of a crosslinking agent is not specifically limited, Preferably it is 0.0001-10 mol% with respect to the total amount of a monomer, More preferably, it exists in the range of 0.001 mol%-1 mol%.

重合開始剤は、特に制限されないが、熱分解型開始剤や光分解型開始剤が使用されうる。熱分解型開始剤としては、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩;過酸化水素、t−ブチルパーオキシド、メチルエチルケトンパーオキシドなどの過酸化物;アゾニトリル化合物、アゾアミジン化合物、環状アゾアミジン化合物、アゾアミド化合物、アルキルアゾ化合物、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロリド、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリドなどのアゾ化合物が挙げられる。光分解型開始剤としては、ベンゾイン誘導体、ベンジル誘導体、アセトフェノン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、アゾ化合物等が挙げられる。これらの重合開始剤は、単独もしくは、適宜組み合わせて使用されうる。残存モノマー低減能を考慮すると、熱分解型開始剤と光分解型開始剤とを併用することが好ましい。   The polymerization initiator is not particularly limited, and a thermal decomposition initiator or a photodecomposition initiator can be used. Thermal decomposition initiators include persulfates such as sodium persulfate, potassium persulfate and ammonium persulfate; peroxides such as hydrogen peroxide, t-butyl peroxide and methyl ethyl ketone peroxide; azonitrile compounds, azoamidine compounds, cyclic Azoamidine compounds, azoamide compounds, alkylazo compounds, azo compounds such as 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride Is mentioned. Examples of the photolytic initiator include benzoin derivatives, benzyl derivatives, acetophenone derivatives, benzophenone derivatives, azo compounds, and the like. These polymerization initiators may be used alone or in appropriate combination. Considering the residual monomer reducing ability, it is preferable to use a thermal decomposition initiator and a photodecomposition initiator in combination.

その他の成分がエンドレスベルトに供給される水溶液中に含まれてもよい。例えば、澱粉、澱粉誘導体、セルロース、セルロース誘導体、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸(塩)、ポリアクリル酸(塩)架橋体等の親水性高分子;次亜燐酸(塩)等の連鎖移動剤;キレート剤などが、水溶液中に添加されうる。   Other components may be included in the aqueous solution supplied to the endless belt. For example, starch, starch derivatives, cellulose, cellulose derivatives, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid (salt), hydrophilic polymers such as polyacrylic acid (salt) cross-linked products; chain transfer agents such as hypophosphorous acid (salt); chelate Agents and the like can be added to the aqueous solution.

エンドレスベルト上に供給される水溶液の温度は、予め高くしておくことが好ましい。水溶液の温度を高くすることで、水溶液中の溶存酸素が除去される。また、水溶液の温度が高いと、高温で水を蒸発させながら重合する本発明の重合方法を適用する上で好都合である。   It is preferable that the temperature of the aqueous solution supplied onto the endless belt is previously increased. By increasing the temperature of the aqueous solution, dissolved oxygen in the aqueous solution is removed. Moreover, when the temperature of aqueous solution is high, it is convenient when applying the polymerization method of this invention superposed | polymerized, evaporating water at high temperature.

具体的には、エンドレスベルト上に供給される水溶液の温度は、好ましくは50℃以上、より好ましくは60℃以上、さらに好ましくは70℃以上、特に好ましくは80℃以上、最も好ましくは90℃以上である。水溶液の温度の上限は特に限定されないが、水溶液の温度は、好ましくは105℃以下、より好ましくは100℃以下である。水溶液の温度が低すぎると、水溶液中の水の沸点まで水溶液の温度が上昇するのに時間がかかり、生産性が低下する。また、吸水性樹脂の物性が低下する。   Specifically, the temperature of the aqueous solution supplied onto the endless belt is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, further preferably 70 ° C. or higher, particularly preferably 80 ° C. or higher, and most preferably 90 ° C. or higher. It is. Although the upper limit of the temperature of aqueous solution is not specifically limited, The temperature of aqueous solution becomes like this. Preferably it is 105 degrees C or less, More preferably, it is 100 degrees C or less. If the temperature of the aqueous solution is too low, it takes time for the temperature of the aqueous solution to rise to the boiling point of water in the aqueous solution, and productivity is lowered. Further, the physical properties of the water absorbent resin are lowered.

アクリル酸などの酸基を含有する単量体が用いられる場合には、酸基をアルカリで中和する際に発生する中和熱を利用して、エンドレスベルト上に供給される水溶液の温度を高めることが好ましい。単量体およびアルカリの溶解熱によって、エンドレスベルト上に供給される水溶液の温度を高めてもよい。中和熱および溶解熱の双方を使用してもよい。また、中和熱および/または溶解熱によって、水溶液中の溶存酸素が揮散されうる。   When a monomer containing an acid group such as acrylic acid is used, the temperature of the aqueous solution supplied onto the endless belt is adjusted using the heat of neutralization generated when the acid group is neutralized with an alkali. It is preferable to increase. The temperature of the aqueous solution supplied onto the endless belt may be increased by the heat of dissolution of the monomer and alkali. Both heat of neutralization and heat of dissolution may be used. Further, dissolved oxygen in the aqueous solution can be volatilized by the heat of neutralization and / or the heat of dissolution.

重合装置の大きさやエンドレスベルトの大きさは、製造する吸水性樹脂に応じて決定される。重合装置およびエンドレスベルトの大きさは、特に限定されないが、形成される発泡体として含水重合体が大きく膨張することに留意すべきである。重合装置およびエンドレスベルトの基本的設計についても、公知技術を適宜参照すればよく、本発明においては、特に限定されない。エンドレスベルトの材質についても、特に制限はないが、エンドレスベルト上に供給された水溶液が高温に熱せされ、水が蒸発しながら重合反応が進行する本発明の特徴を考慮すると、エンドレスベルトは耐熱性に優れる材料からなることが好ましい。また、エンドレスベルトは、含水重合体との剥離性に優れる材料からなることが好ましい。ただし、本発明は、発泡体である含水重合体はエンドレスベルトからの容易に剥離されるため、比較的材料選択の幅が広いといえる。例えば、エンドレスベルトは、フッ素樹脂から形成される。または、表面にフッ素樹脂がコーティングされたエンドレスベルトが用いられてもよい。   The size of the polymerization apparatus and the size of the endless belt are determined according to the water absorbent resin to be produced. The size of the polymerization apparatus and the endless belt is not particularly limited, but it should be noted that the water-containing polymer expands greatly as the foam formed. The basic design of the polymerization apparatus and the endless belt may also be referred to as appropriate from known techniques, and is not particularly limited in the present invention. The material of the endless belt is not particularly limited, but considering the features of the present invention in which the aqueous solution supplied onto the endless belt is heated to a high temperature and the polymerization reaction proceeds while water is evaporated, the endless belt is heat resistant. It is preferable that it consists of material excellent in. The endless belt is preferably made of a material that is excellent in releasability from the water-containing polymer. However, in the present invention, the water-containing polymer that is a foam is easily peeled off from the endless belt, so that it can be said that the range of material selection is relatively wide. For example, the endless belt is formed from a fluororesin. Alternatively, an endless belt whose surface is coated with a fluororesin may be used.

重合反応は、通常、常圧下で進行させるが、重合系の沸騰温度を下げるために減圧下で行ってもよい。好ましくは、作業性の点から、重合反応は、常圧下で進行させる。   The polymerization reaction is usually allowed to proceed under normal pressure, but may be performed under reduced pressure in order to lower the boiling temperature of the polymerization system. Preferably, from the viewpoint of workability, the polymerization reaction is allowed to proceed under normal pressure.

重合開始温度は、通常50℃以上で、好ましくは60℃以上、より好ましくは70℃以上、さらに好ましくは80℃以上、特に好ましくは90℃以上である。重合開始温度が低すぎると、重合の生産性が低下する。また、吸水性樹脂の物性が低下する虞がある。また、重合開始温度は、好ましくは105℃以下、より好ましくは100℃以下である。重合開始温度が高すぎると、発泡や延伸が十分におこらず、吸水性樹脂の吸水特性が低下する虞がある。重合開始温度は、単量体水溶液の白濁、粘度上昇、温度の上昇などにより観測することができる。なお、この単量体水溶液の温度を確保し、重合開始を起こさせるためには、前述したように単量体水溶液の中和熱および/または(アクリル酸およびアルカリの)溶解熱を利用することが好ましい。   The polymerization initiation temperature is usually 50 ° C. or higher, preferably 60 ° C. or higher, more preferably 70 ° C. or higher, still more preferably 80 ° C. or higher, and particularly preferably 90 ° C. or higher. When the polymerization start temperature is too low, the productivity of the polymerization is lowered. Moreover, there exists a possibility that the physical property of a water absorbing resin may fall. Further, the polymerization initiation temperature is preferably 105 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or lower. If the polymerization start temperature is too high, foaming and stretching do not occur sufficiently, and the water absorption properties of the water absorbent resin may be deteriorated. The polymerization initiation temperature can be observed by the cloudiness of the aqueous monomer solution, the increase in viscosity, the increase in temperature, and the like. In order to ensure the temperature of the aqueous monomer solution and initiate polymerization, as described above, the heat of neutralization of the aqueous monomer solution and / or the heat of dissolution (of acrylic acid and alkali) should be used. Is preferred.

重合開始は、用いる重合開始剤に応じて制御される。光重合開始剤が配合されている場合には、光照射によって重合を開始させる。熱重合開始剤が配合されている場合には、水溶液の昇温によって重合反応が誘起される。   The polymerization start is controlled according to the polymerization initiator used. When a photopolymerization initiator is blended, polymerization is initiated by light irradiation. When a thermal polymerization initiator is blended, the polymerization reaction is induced by the temperature rise of the aqueous solution.

重合中の最高到達温度は、特に限定されないが、好ましくは150℃以下、より好ましくは140℃以下、さらに好ましくは130℃以下、特に好ましくは120℃以下、最も好ましくは115℃以下である。150℃を超えると、得られる吸水性樹脂の吸水性が大きく低下しかねない。   The maximum temperature reached during the polymerization is not particularly limited, but is preferably 150 ° C. or lower, more preferably 140 ° C. or lower, still more preferably 130 ° C. or lower, particularly preferably 120 ° C. or lower, and most preferably 115 ° C. or lower. If it exceeds 150 ° C., the water absorption of the resulting water absorbent resin may be greatly reduced.

本発明においては、重合開始温度と重合中の最高到達温度との差ΔTが、好ましくは70℃以下、より好ましくは60℃以下、さらに好ましくは50℃以下、さらにより好ましくは40℃以下、特に好ましくは30℃以下、最も好ましくは25℃以下である。ΔTが小さいほど、得られる吸水性樹脂の吸水特性が向上する傾向がある。   In the present invention, the difference ΔT between the polymerization initiation temperature and the highest temperature reached during polymerization is preferably 70 ° C. or less, more preferably 60 ° C. or less, still more preferably 50 ° C. or less, even more preferably 40 ° C. or less, particularly Preferably it is 30 degrees C or less, Most preferably, it is 25 degrees C or less. There exists a tendency for the water absorption characteristic of the water absorbent resin obtained to improve, so that (DELTA) T is small.

重合時間は、特に限定されないが、好ましくは5分以下、より好ましくは3分以下、さらに好ましくは2分以下、特に好ましくは1分以下である。重合時間が短いほど、重合反応の生産性が向上する。ここで重合時間は、重合開始剤を添加した単量体水溶液を重合装置に供給した時点から、含水重合体が重合装置から回収されるまでの時間を指す。   The polymerization time is not particularly limited, but is preferably 5 minutes or less, more preferably 3 minutes or less, still more preferably 2 minutes or less, and particularly preferably 1 minute or less. The shorter the polymerization time, the higher the productivity of the polymerization reaction. Here, the polymerization time refers to the time from when the aqueous monomer solution with the polymerization initiator added is supplied to the polymerization apparatus until the water-containing polymer is recovered from the polymerization apparatus.

本発明の好ましい実施態様によれば、重合開始後、系の温度は急速に上昇し、10〜20モル%程度の低い重合率で系の温度が水の沸点に達する。そして、水蒸気を発し、固形分濃度が上昇しながら重合が進行する。重合熱を有効に利用して固形分濃度が上昇する。   According to a preferred embodiment of the present invention, the temperature of the system rapidly increases after the start of polymerization, and the temperature of the system reaches the boiling point of water at a low polymerization rate of about 10 to 20 mol%. And water vapor | steam is emitted and superposition | polymerization advances, solid content concentration rising. The solid content concentration increases by effectively using the heat of polymerization.

重合中に、含水重合体が発泡体となるが、発泡体の形状については特に限定されない。品質に優れる吸水性樹脂を製造するためには、重合中の膨張倍率が、好ましくは2倍以上、より好ましくは3倍以上、より好ましくは5倍以上、より好ましくは10倍以上、より好ましくは20倍以上である。重合中の膨張倍率は、実施例記載の方法によって測定されうる。   The water-containing polymer becomes a foam during the polymerization, but the shape of the foam is not particularly limited. In order to produce a water-absorbent resin having excellent quality, the expansion ratio during polymerization is preferably 2 times or more, more preferably 3 times or more, more preferably 5 times or more, more preferably 10 times or more, more preferably 20 times or more. The expansion ratio during the polymerization can be measured by the method described in the examples.

重合反応系から発せられた水蒸気には、単量体が含まれうる。単量体を含む水蒸気は、回収して、再利用してもよい。回収して再利用する実施形態の一例としては、単量体を含む水蒸気をコンデンサーで濃縮して、単量体を含む水溶液とする。この水溶液が、重合装置へ水溶液を供給する配管に、供給される(図示せず)。   The water vapor generated from the polymerization reaction system may contain a monomer. The water vapor containing the monomer may be recovered and reused. As an example of an embodiment for recovering and reusing, water vapor containing monomer is concentrated by a condenser to obtain an aqueous solution containing monomer. This aqueous solution is supplied to a pipe for supplying the aqueous solution to the polymerization apparatus (not shown).

重合反応が進行するに伴い、含水重合体の固形分濃度が徐々に向上する。本発明の含水重合体は固形分濃度が高いため、後工程である乾燥工程で含水重合体を乾燥させるために必要なエネルギーが少なくてすむ。この効果を高める上では、含水重合体の固形分濃度は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは55質量%以上、さらに好ましくは60質量%以上、特に好ましくは66質量%以上である。一方、固形分濃度が高すぎると、含水重合体の取り扱いが困難になる。また、最終的に得られる吸水性樹脂の吸水性能が低下し、可溶分量が増加する傾向がある。そこで、含水重合体の固形分濃度は、好ましくは82質量%以下、より好ましくは80質量%以下、さらに好ましくは75質量%以下に制御される。   As the polymerization reaction proceeds, the solid content concentration of the hydropolymer gradually increases. Since the water-containing polymer of the present invention has a high solid content concentration, less energy is required to dry the water-containing polymer in the subsequent drying step. In order to enhance this effect, the solid content concentration of the hydropolymer is preferably 50% by mass or more, more preferably 55% by mass or more, still more preferably 60% by mass or more, and particularly preferably 66% by mass or more. On the other hand, if the solid content concentration is too high, it becomes difficult to handle the hydropolymer. Moreover, there exists a tendency for the water absorption performance of the water absorbent resin finally obtained to fall, and for the soluble content to increase. Therefore, the solid content concentration of the hydropolymer is preferably controlled to 82% by mass or less, more preferably 80% by mass or less, and still more preferably 75% by mass or less.

エンドレスベルト上に連続的に形成される含水重合体は、収縮した後、回収される。本発明における「収縮」とは、含水重合体が最大膨張倍率を示した後、系の温度低下によって、最大膨張時よりもその体積を減ずることをいう。含水重合体が収縮する段階では、重合反応の大部分が終了しており、場合によっては、収縮途中の含水重合体を回収してもよい。ただし、作業性の面から、含水重合体は、前述した好ましいシート厚みまで収縮した後、回収されることが好ましい。ここでいう「回収」とは、含水重合体を重合装置から取り出し、巻き取りや解砕といった次工程に供することを意味する。   The hydropolymer continuously formed on the endless belt is recovered after shrinking. The term “shrinkage” in the present invention means that after the hydrous polymer exhibits the maximum expansion ratio, its volume is reduced as compared with the maximum expansion due to the temperature decrease of the system. At the stage where the hydrated polymer shrinks, most of the polymerization reaction is completed, and in some cases, the hydrated polymer during shrinkage may be recovered. However, from the viewpoint of workability, the water-containing polymer is preferably recovered after shrinking to the above-mentioned preferable sheet thickness. The term “recovery” used herein means that the hydropolymer is taken out from the polymerization apparatus and used for the next step such as winding or crushing.

本発明の方法に従って形成される含水重合体は、発泡の過程でエンドレスベルトから部分的に剥離しているため、回収が容易である。   Since the water-containing polymer formed according to the method of the present invention is partially peeled from the endless belt during the foaming process, it can be easily recovered.

回収された含水重合体は、解砕機を用いて解砕される。解砕機は特に限定されない。また、解砕可能であれば、解砕機以外の手段を用いてもよい。解砕機としては、例えば、ミートチョッパー(株式会社平賀工作所製)やドームグラン(不二パウダル株式会社製)等のスクリュー型押出機や、ロートプレックス(ホソカワミクロン株式会社製)等の堅型粉砕機等が用いられうる。ただし、用いられる解砕機が、これらに限定されるわけではない。   The recovered water-containing polymer is crushed using a pulverizer. The crusher is not particularly limited. Moreover, as long as crushing is possible, means other than the crusher may be used. Examples of the crusher include screw type extruders such as meat chopper (manufactured by Hiraga Corporation) and Dome Gran (manufactured by Fuji Powdal Co., Ltd.), and solid type crushers such as Rotoplex (manufactured by Hosokawa Micron Corporation). Etc. can be used. However, the crusher used is not limited to these.

解砕後の含水重合体の重量平均粒径は、好ましくは100mm以下、より好ましくは10mm以下、さらに好ましくは3mm以下、特に好ましくは1mm以下である。含水重合体の状態で、最終製品粒度にまで解砕できるのが理想的である。   The weight average particle size of the hydropolymer after crushing is preferably 100 mm or less, more preferably 10 mm or less, still more preferably 3 mm or less, and particularly preferably 1 mm or less. Ideally, it can be crushed to the final product particle size in the state of a hydrous polymer.

解砕後の含水重合体に含まれる残存モノマー量は、特に制限はないが、後工程の乾燥等での残存モノマーの飛散防止のためには少なくほど好ましい。具体的には、解砕後の含水重合体に含まれる残存モノマー量が、好ましくは3000ppm以下である。用途によっては、解砕後の含水重合体に含まれる残存モノマー量が、好ましくは1000ppm以下、より好ましくは500ppm以下、さらに好ましくは300ppm以下である。特に粒子状含水重合体のまま紙おむつ等の衛生用品用途に用いる場合には、1000ppm以下が好ましく、500ppm以下であることがより好ましい。   The amount of residual monomer contained in the hydropolymer after pulverization is not particularly limited, but it is preferably as small as possible to prevent scattering of the residual monomer during drying in the subsequent step. Specifically, the amount of residual monomer contained in the hydropolymer after crushing is preferably 3000 ppm or less. Depending on the application, the amount of residual monomer contained in the hydropolymer after crushing is preferably 1000 ppm or less, more preferably 500 ppm or less, and even more preferably 300 ppm or less. In particular, when it is used as a particulate hydrous polymer for sanitary goods such as paper diapers, it is preferably 1000 ppm or less, and more preferably 500 ppm or less.

解砕された含水重合体は、乾燥され、ベースポリマーとなる。乾燥機は特に限定されない。含水重合体の固形分濃度や粒径に応じて、適切な乾燥機を選択すればよい。乾燥方法は、特に限定されないが、攪拌乾燥法、流動層乾燥法、気流乾燥法等のように、含水重合体を動かしながら熱風や伝熱面と良く接触する乾燥方法が好ましく用いられる。乾燥に用いられる媒体としては、熱風、赤外線、マイクロ波などが用いられるうる。加熱しなくても十分な乾燥が実現できるのであれば、通風機などを用いてもよい。本発明における「乾燥」とは、含水重合体の固形分濃度を増加させる工程を広く含む概念である。乾燥後のベースポリマーの含水濃度は、特に限定されないが、好ましくは固形分濃度が90質量%以上となるように乾燥される。   The crushed water-containing polymer is dried to become a base polymer. The dryer is not particularly limited. An appropriate dryer may be selected according to the solid content concentration and the particle size of the water-containing polymer. The drying method is not particularly limited, but a drying method that makes good contact with the hot air or the heat transfer surface while moving the water-containing polymer, such as a stirring drying method, a fluidized bed drying method, and an airflow drying method, is preferably used. As a medium used for drying, hot air, infrared rays, microwaves, or the like can be used. A ventilator or the like may be used as long as sufficient drying can be achieved without heating. “Drying” in the present invention is a concept widely including a step of increasing the solid content concentration of the hydrous polymer. The water content of the base polymer after drying is not particularly limited, but it is preferably dried so that the solid content is 90% by mass or more.

本発明の方法に従って製造される含水重合体は、固形分濃度が高い。したがって、乾燥工程を大幅に簡略化させうる。固形分濃度が低く、含水量が多い含水重合体を乾燥させるためには、長時間を要する。このため、乾燥工程が律速工程になってしまう。この問題を解決するためには、乾燥機を複数台準備して、乾燥工程を複数系列にしたり、大型の乾燥機を準備したりする必要がある。しかしながら、これらの手法は、設備コストの上昇、エネルギーの浪費を招き、最終製品の製造コストに悪影響を及ぼす。また、使用できる乾燥機も限定される。   The hydropolymer produced according to the method of the present invention has a high solid content concentration. Therefore, the drying process can be greatly simplified. It takes a long time to dry a water-containing polymer having a low solid content and a high water content. For this reason, a drying process will become a rate-limiting process. In order to solve this problem, it is necessary to prepare a plurality of dryers so that a plurality of drying processes are performed or a large dryer is prepared. However, these methods increase the equipment cost and waste energy, and adversely affect the production cost of the final product. Moreover, the dryer which can be used is also limited.

これに対し、本発明を適用すれば、乾燥機に搬送される含水重合体の固形分濃度が高い。このため、短時間で乾燥を完了でき、乾燥に要する設備も簡略化しうる。例えば、選択する乾燥機によっては、乾燥工程を一系列にすることも可能である。   On the other hand, if this invention is applied, the solid content concentration of the hydropolymer conveyed to a dryer will be high. For this reason, drying can be completed in a short time, and the equipment required for drying can be simplified. For example, depending on the dryer to be selected, it is possible to make the drying process one line.

乾燥されたベースポリマーは、分級されて、好適な粒径のベースポリマーが、表面架橋装置に搬送され、表面架橋される。ただし、本発明において表面架橋は任意である。表面架橋しなくても十分な特性が得られる場合には、本願においては、ベースポリマーが吸水性樹脂の概念に包含される。分級機は、特に限定されない。分級後のベースポリマーの粒度分布は、狭い方が吸収性能等の諸特性が向上する。ベースポリマーの粒径は、好ましくは20〜2000μm、より好ましくは50〜1000μm、さらに好ましくは150〜850μm、最も好ましくは300〜600μmの範囲である。なお、ベースポリマーの形状は、特に限定されず、球状、鱗片状、不定形破砕状、顆粒状等、いかなる形状であってもよい。ベースポリマーの表面架橋によって形成される吸水性樹脂についても、同様である。   The dried base polymer is classified, and a base polymer having a suitable particle size is conveyed to a surface crosslinking apparatus and surface crosslinked. However, surface cross-linking is optional in the present invention. In the present application, the base polymer is included in the concept of the water-absorbent resin when sufficient characteristics can be obtained without surface crosslinking. The classifier is not particularly limited. As the particle size distribution of the base polymer after classification is narrower, various characteristics such as absorption performance are improved. The particle size of the base polymer is preferably in the range of 20 to 2000 μm, more preferably 50 to 1000 μm, still more preferably 150 to 850 μm, and most preferably 300 to 600 μm. The shape of the base polymer is not particularly limited, and may be any shape such as a spherical shape, a scale shape, an irregularly crushed shape, and a granular shape. The same applies to the water-absorbent resin formed by surface crosslinking of the base polymer.

粒径が範囲外のベースポリマーは、吸水性樹脂の生産性を向上させるために、粒度が制御された後、再利用されることが好ましい。粒径が大きすぎるベースポリマーは、ロールミルなどの粉砕機を用いて粉砕され、再度分級機に投入される。微粉末状のベースポリマーは造粒した後、解砕機に投入される。造粒機は特に限定されず、各種公知技術が適用されうる。例えば、参照として、特開平11−106514号公報が本願に組み込まれる。図1には、スプレーを用いて水性液を散布する造粒機を示したが、本発明において用いられる造粒機がこのような態様に限定されるわけではない。   The base polymer having a particle size outside the range is preferably reused after the particle size is controlled in order to improve the productivity of the water absorbent resin. The base polymer having an excessively large particle size is pulverized using a pulverizer such as a roll mill, and is again charged into a classifier. The finely powdered base polymer is granulated and then charged into a crusher. The granulator is not particularly limited, and various known techniques can be applied. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 11-106514 is incorporated in this application as a reference. Although FIG. 1 shows a granulator for spraying an aqueous liquid using a spray, the granulator used in the present invention is not limited to such an embodiment.

分級されたベースポリマーは、表面をさらに表面架橋剤によって架橋することで、親水性樹脂粒子の表面近傍の架橋密度を高めることが好ましい。表面架橋剤を用いてベースポリマーを処理することにより、通液性、吸水速度、加圧下の吸水倍率、及び通液性等が向上する。ベースポリマーの表面を架橋するために用いられる表面架橋装置の形態は、特に限定されない。一般には、混合しながら連続的に吸水性樹脂を製造しうる装置が、用いられる。   The classified base polymer is preferably cross-linked with a surface cross-linking agent to increase the cross-linking density in the vicinity of the surface of the hydrophilic resin particles. By treating the base polymer with a surface cross-linking agent, liquid permeability, water absorption speed, water absorption magnification under pressure, liquid permeability, and the like are improved. The form of the surface cross-linking device used for cross-linking the surface of the base polymer is not particularly limited. Generally, an apparatus capable of continuously producing a water absorbent resin while mixing is used.

表面架橋剤は、複数の反応性基を有し、ベースポリマーが有するカルボキシル基等の官能基と反応する化合物であればよい。表面架橋剤は特に限定されず、1種または2種以上の公知の表面架橋剤が採用されうる。例えば、多価アルコール;多価エポキシ化合物;多価アミン化合物;多価イソシアネート化合物;多価オキサゾリン化合物;アルキレンカーボネート化合物;ハロエポキシ化合物;多価金属化合物等が用いられうる。具体的には、(ポリ)エチレングリコール、ジエチレングリコール、(ポリ)プロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、ジプロピレングリコール、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−ジオールなどが用いられうる。例えば、参照として、特開平11−188727号公報が本願に組み込まれる。   The surface cross-linking agent may be a compound that has a plurality of reactive groups and reacts with a functional group such as a carboxyl group that the base polymer has. The surface cross-linking agent is not particularly limited, and one or more known surface cross-linking agents may be employed. For example, a polyhydric alcohol; a polyvalent epoxy compound; a polyvalent amine compound; a polyvalent isocyanate compound; a polyvalent oxazoline compound; an alkylene carbonate compound; a haloepoxy compound; Specifically, (poly) ethylene glycol, diethylene glycol, (poly) propylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, 1,3-propanediol, dipropylene glycol, 2,2,4-trimethyl-1,3- Pentanediol, (poly) glycerin, 2-butene-1,4-diol, and the like can be used. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-188727 is incorporated in this application as a reference.

表面架橋剤を用いて親水性樹脂に二次架橋を導入することにより、加圧下における吸水倍率がより一層向上する。また、水性液に接触したときに水性液に溶出する成分、即ち、いわゆる水可溶性成分の量を低減させうる。   By introducing secondary crosslinking into the hydrophilic resin using a surface crosslinking agent, the water absorption capacity under pressure is further improved. Moreover, the amount of a component that elutes into the aqueous liquid when it comes into contact with the aqueous liquid, that is, a so-called water-soluble component can be reduced.

表面架橋剤の使用量は、吸水性樹脂100質量部に対して、好ましくは0.001〜5質量部の範囲である。表面架橋剤と吸水性樹脂との混合には水が用いられてもよい。水の使用量は、一般に、吸水性樹脂の固形分100質量部に対して、好ましくは0.5〜10質量部、より好ましくは1〜5質量部の範囲である。また、表面架橋剤やその水溶液を混合する際には、親水性有機溶媒や、第三物質が用いられてもよい。親水性有機溶媒としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、t−ブチルアルコール等の低級アルコール類;アセトン等のケトン類;ジオキサン、テトラヒドロフラン、メトキシ(ポリ)エチレングリコール等のエーテル類;ε−カプロラクタム、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、ジプロピレングリコール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、ポリプロピレングリコール、グリセリン、ポリグリセリン、2−ブテン−1,4−ジオール、1,3−ブタンジオール、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、1,2−シクロヘキサノール、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、ポリオキシプロピレン、オキシエチレン−オキシプロピレンブロック共重合体、ペンタエリスリトール、ソルビトール等の多価アルコール類等が挙げられる。親水性有機溶媒の使用量は、吸水性樹脂の種類や粒径、含水率等にもよるが、吸水性樹脂の固形分100質量部に対して、好ましくは50質量部以下であり、より好ましくは0.1〜10質量部である。また、第三物質として、欧州特許第0668080号公報に示された無機酸、有機酸、ポリアミノ酸等を存在させてもよい。   The amount of the surface crosslinking agent used is preferably in the range of 0.001 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the water absorbent resin. Water may be used for mixing the surface cross-linking agent and the water absorbent resin. Generally the usage-amount of water becomes like this. Preferably it is 0.5-10 mass parts with respect to 100 mass parts of solid content of a water absorbing resin, More preferably, it is the range of 1-5 mass parts. Moreover, when mixing a surface crosslinking agent and its aqueous solution, a hydrophilic organic solvent and a 3rd substance may be used. Examples of the hydrophilic organic solvent include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol, t-butyl alcohol and other lower alcohols; acetone and other ketones; dioxane, tetrahydrofuran , Ethers such as methoxy (poly) ethylene glycol; amides such as ε-caprolactam and N, N-dimethylformamide; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, Polyethylene glycol, 1,3-propanediol, dipropylene glycol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, polypropylene glycol Glycerol, polyglycerol, 2-butene-1,4-diol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,2-cyclohexane Examples include dimethanol, 1,2-cyclohexanol, trimethylolpropane, diethanolamine, triethanolamine, polyoxypropylene, oxyethylene-oxypropylene block copolymers, polyhydric alcohols such as pentaerythritol, sorbitol, and the like. The amount of the hydrophilic organic solvent used is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass or less, based on the solid content of 100 parts by mass of the water absorbent resin, although it depends on the type, particle size, water content, etc. of the water absorbent resin. Is 0.1 to 10 parts by mass. In addition, inorganic acids, organic acids, polyamino acids and the like disclosed in European Patent No. 0668080 may be present as the third substance.

吸水性樹脂と表面架橋剤とを混合する混合方法は、特に限定されない。例えば、吸水性樹脂を親水性有機溶媒に浸漬し、必要に応じて水および/または親水性有機溶媒に溶解させた表面架橋剤を混合する方法、吸水性樹脂に直接、水および/または親水性有機溶媒に溶解させた表面架橋剤を噴霧もしくは滴下して混合する方法等が挙げられる。   A mixing method for mixing the water absorbent resin and the surface cross-linking agent is not particularly limited. For example, a method in which a water-absorbing resin is immersed in a hydrophilic organic solvent and a surface cross-linking agent dissolved in water and / or a hydrophilic organic solvent is mixed as necessary, water and / or hydrophilicity directly in the water-absorbing resin Examples thereof include a method in which a surface cross-linking agent dissolved in an organic solvent is mixed by spraying or dropping.

吸水性樹脂と表面架橋剤とを混合した後、通常、加熱処理を行い、架橋反応を遂行させる。上記加熱処理温度は、用いる表面架橋剤にもよるが、好ましくは40〜250℃である。処理温度が40℃未満の場合には、加圧下の吸水倍率等の吸水特性が十分に改善されない虞がある。処理温度が250℃を超える場合には、吸水性樹脂の劣化を引き起こし、性能が低下する虞がある。加熱処理時間は、1分〜2時間程度、好ましくは5分〜1時間程度である。   After mixing the water-absorbent resin and the surface cross-linking agent, heat treatment is usually performed to carry out the cross-linking reaction. Although the said heat processing temperature is based also on the surface crosslinking agent to be used, Preferably it is 40-250 degreeC. When the treatment temperature is less than 40 ° C., there is a possibility that water absorption characteristics such as water absorption magnification under pressure are not sufficiently improved. If the treatment temperature exceeds 250 ° C., the water absorbent resin may be deteriorated and the performance may be lowered. The heat treatment time is about 1 minute to 2 hours, preferably about 5 minutes to 1 hour.

本発明について、実施例を用いてより詳細に説明する。なお、膨張倍率、ゲルシートの厚み、残存モノマー、および無荷重下吸収倍率は、それぞれ以下の方法に従って測定された。   The present invention will be described in more detail using examples. The expansion ratio, gel sheet thickness, residual monomer, and absorption capacity under no load were measured according to the following methods.

<膨張倍率の測定>
(連続重合の場合)
重合中のゲルをビデオで撮影し、撮影した画像から最大膨張時のベルト幅方向に対する断面積を読み取り、その値を単量体水溶液のベルト幅方向に対する仕込み断面積で除する。すなわち、
<Measurement of expansion ratio>
(In the case of continuous polymerization)
The gel during polymerization is photographed by video, and the cross-sectional area in the belt width direction at the time of maximum expansion is read from the photographed image, and the value is divided by the charged cross-sectional area of the aqueous monomer solution in the belt width direction. That is,

Figure 2005036100
である。
Figure 2005036100
It is.

(バッチ重合の場合)
重合容器内に縦横にcm刻みのスケールを付けておき、重合中に最も大きく膨張したときのサイズを目視で測り、その体積を求めた。その値を、単量体水溶液の体積で除する。即ち、
(In the case of batch polymerization)
A scale in units of cm was provided in the polymerization vessel in the vertical and horizontal directions, and the size when it expanded the largest during the polymerization was visually measured to determine its volume. Divide that value by the volume of the aqueous monomer solution. That is,

Figure 2005036100
である。
Figure 2005036100
It is.

<ゲルシート厚みの測定>
回収したゲルシートの収縮によって生じた皺を引き伸ばし、平坦にした部分の厚みをノギスで測定した。厚み測定は、1重合条件につき5回行い、その最大値と最小値を記録した。
<Measurement of gel sheet thickness>
The wrinkles produced by the shrinkage of the collected gel sheet were stretched, and the thickness of the flattened portion was measured with calipers. The thickness measurement was performed 5 times per polymerization condition, and the maximum value and the minimum value were recorded.

<残存モノマーの測定>
脱イオン水1000gに吸水性樹脂0.5gを加え、撹拌下で2時間抽出した後、濾紙を用いて膨潤ゲル化した吸水性樹脂を濾別し、濾液中の残存モノマー量を液体クロマトグラフィーで分析した。一方、既知濃度のモノマー標準溶液を同様にして分析して得た検量線を外部標準とし、濾液の希釈倍率を考慮して、吸水性樹脂中の残存モノマー量を求めた。
<Measurement of residual monomer>
After adding 0.5 g of water-absorbing resin to 1000 g of deionized water and extracting with stirring for 2 hours, the water-absorbing resin swollen and gelled using filter paper is filtered off, and the amount of residual monomer in the filtrate is determined by liquid chromatography. analyzed. On the other hand, a calibration curve obtained by analyzing a monomer standard solution having a known concentration in the same manner was used as an external standard, and the amount of residual monomer in the water-absorbent resin was determined in consideration of the dilution rate of the filtrate.

<無荷重下吸収倍率の測定>
吸水性樹脂0.2gを不織布製の袋(60mm×60mm)に均一に入れ、0.9質量%塩化ナトリウム水溶液(生理食塩水)中に浸漬した。30分後に袋を引き上げ、遠心分離機を用いて250×9.81m/s(250G)で3分間水切りを行った後、袋の質量W1(g)を測定した。また、同様の操作を吸水性樹脂を用いないで行い、そのときの質量W0(g)を測定した。そして、これらの質量W1およびW0から、次式
<Measurement of absorption capacity under no load>
0.2 g of the water-absorbent resin was uniformly placed in a non-woven bag (60 mm × 60 mm) and immersed in a 0.9 mass% sodium chloride aqueous solution (physiological saline). After 30 minutes, the bag was pulled up, drained at 250 × 9.81 m / s 2 (250 G) for 3 minutes using a centrifuge, and then the mass W1 (g) of the bag was measured. Further, the same operation was performed without using the water absorbent resin, and the mass W0 (g) at that time was measured. From these masses W1 and W0,

Figure 2005036100
に従って、GV(無荷重下吸収倍率)を算出した。
Figure 2005036100
Thus, GV (absorption capacity under no load) was calculated.

<可溶分量の測定>
250ml容量の蓋付きプラスチック容器に、0.9質量%NaCl水溶液(生理食塩水)184.3gを測り取り、その水溶液中に吸水性樹脂1.00gを加え、16時間撹拌することにより、樹脂中の可溶分量を抽出した。この抽出液を濾紙を用いて濾過することによって得られた濾液50.0gを測り取り、測定溶液とした。
<Measurement of soluble content>
In a 250 ml plastic container with a lid, weigh out 184.3 g of 0.9 mass% NaCl aqueous solution (saline), add 1.00 g of water absorbent resin to the aqueous solution, and stir for 16 hours. The soluble amount of was extracted. 50.0 g of the filtrate obtained by filtering this extract using a filter paper was measured and used as a measurement solution.

はじめに生理食塩水だけを、まず0.1NのNaOH水溶液でpH10まで滴定を行い、その後、0.1NのHCl水溶液でpH2.7まで滴定して、空滴定量([bNaOH]ml、[bHCl]ml)を求めた。   First, physiological saline alone was titrated to pH 10 with a 0.1N aqueous NaOH solution, and then titrated to pH 2.7 with a 0.1N aqueous HCl solution, followed by empty titration ([bNaOH] ml, [bHCl] ml).

同様の滴定操作を測定溶液についても行うことにより、滴定量([NaOH]ml、[HCl]ml)を求めた。   By performing the same titration operation on the measurement solution, titration amounts ([NaOH] ml, [HCl] ml) were obtained.

例えば、アクリル酸とそのナトリウム塩とからなる吸水性樹脂の場合、その重量平均分子量と上記操作により得られた滴定量とをもとに、吸水性樹脂中の可溶分量を以下の計算式により算出することができる。   For example, in the case of a water-absorbing resin composed of acrylic acid and its sodium salt, based on the weight average molecular weight and the titration amount obtained by the above operation, the soluble content in the water-absorbing resin is calculated by the following formula: Can be calculated.

可溶分(質量%)=0.1×Mw×184.3×100×([HCl]−[bHCl])/1000/1.0/50.0
ただし、
Mw=72.06×(1−中和率/100)+94.04×中和率/100
中和率(mol%)={1−([NaOH]−[bNaOH])/([HCl]−[bHCl])}×100
<GEX値>
ベースポリマーのGV値をy(g/g)、可溶分量をx(質量%)で表すとき、GEX値が次式で定義される。
Soluble content (mass%) = 0.1 × Mw × 184.3 × 100 × ([HCl] − [bHCl]) / 1000 / 1.0 / 50.0
However,
Mw = 72.06 × (1−neutralization rate / 100) + 94.04 × neutralization rate / 100
Neutralization rate (mol%) = {1 − ([NaOH] − [bNaOH]) / ([HCl] − [bHCl])} × 100
<GEX value>
When the GV value of the base polymer is represented by y (g / g) and the soluble content is represented by x (mass%), the GEX value is defined by the following formula.

GEX値=(y−15)/ln(x)
ln(x):xの自然対数
GEX値は、GV値と可溶分量との関係において、GV値の割に可溶分量が少ないのを良いとし、多いのを劣るとする評価を、1つのパラメータで表すための評価値であり、この値が大きいほど高性能である。
GEX value = (y−15) / ln (x)
ln (x): natural logarithm of x In the relationship between the GV value and the soluble amount, the GEX value is evaluated based on the evaluation that the smaller soluble amount is better for the GV value, and the lower is the larger one. It is an evaluation value for expressing with a parameter, and the higher this value, the higher the performance.

<紫外線光量測定>
紫外線積算光量計UIT−150(ウシオ電機株式会社製)に、受光機UVD−S365(ウシオ電機株式会社製)を取り付け、吸水性樹脂の重合時と同様の照射位置、照射時間における紫外線光量を測定した。
<Measurement of UV light intensity>
UVD-S365 (manufactured by USHIO INC.) Is attached to UV-integrated light meter UIT-150 (manufactured by USHIO ELECTRIC CO., LTD.), And the amount of UV light at the same irradiation position and irradiation time as in the polymerization of the water-absorbing resin is measured. did.

(実施例1)
48.5質量%苛性ソーダ水溶液を4.95g/秒、アクリル酸を6.12g/秒、30質量%ポリエチレングリコールジアクリレート(数平均分子量523)水溶液(I)を0.0672g/秒、20質量%アクリル酸水溶液97.9質量部に2−ヒドロキシメチル−2−メチルプロピオフェノンを0.989質量部、ジエチレントリアミン5酢酸3ナトリウムを1.08質量部溶解した溶液(II)を0.0758g/秒、水を5.23g/秒の流量になるよう設定して、連続的にミキサーに供給し混合させた。このときの単量体水溶液温度は95℃であった。
(Example 1)
48.5% by mass of caustic soda aqueous solution 4.95 g / second, acrylic acid 6.12 g / second, 30% by weight polyethylene glycol diacrylate (number average molecular weight 523) aqueous solution (I) 0.0672 g / second, 20% by weight 0.0758 g / sec of a solution (II) in which 0.989 parts by mass of 2-hydroxymethyl-2-methylpropiophenone and 1.08 parts by mass of trisodium diethylenetriaminepentaacetate were dissolved in 97.9 parts by mass of an aqueous acrylic acid solution The water was set to a flow rate of 5.23 g / second, and was continuously supplied to the mixer for mixing. The monomer aqueous solution temperature at this time was 95 degreeC.

さらに、3質量%過硫酸ナトリウム水溶液を0.223g/秒の流量で加えたのち、約100℃に保温された1.7m/分の速度で走行する、モノマー供給口からベルト末端までの距離で定義される有効長が3.2mの、ガラス繊維基材表面にフッ素樹脂がコーティングされたエンドレスベルト上に、4.9mmの厚さになるよう連続的に供給した。ベルト上に供給された単量体水溶液は速やかに重合し、水蒸気を発しながら膨張した。最大膨張時の膨張倍率は35倍であった。この膨張過程において含水重合体は不規則状にベルトから剥離し、重合開始から約1分後に収縮した。この収縮した含水重合体に紫外線照射装置VB15201BY(ウシオ電機株式会社製)を用いて、210mJ/cmの光量の紫外線を照射した。 Further, after adding 3 mass% sodium persulfate aqueous solution at a flow rate of 0.223 g / sec, the vehicle runs at a speed of 1.7 m / min kept at about 100 ° C. It was continuously fed to a thickness of 4.9 mm on an endless belt having a defined effective length of 3.2 m and having a glass fiber substrate surface coated with a fluororesin. The aqueous monomer solution supplied on the belt rapidly polymerized and expanded while emitting water vapor. The expansion ratio at the time of maximum expansion was 35 times. In this expansion process, the water-containing polymer peeled irregularly from the belt and contracted about 1 minute after the start of polymerization. The contracted water-containing polymer was irradiated with ultraviolet rays having a light quantity of 210 mJ / cm 2 using an ultraviolet irradiation device VB15201BY (manufactured by Ushio Inc.).

ゲル状の含水重合体からなるゲルシートをベルト末端で回収し、ゲルシート厚みを測定した後、ミートチョッパーに導き、連続的に細断した。細断した含水重合体を180℃に調温した熱風乾燥機で40分間乾燥した後、ロールミルで粉砕した。次いで粉砕物を目開き600μmと300μmの篩網で分級することにより、大部分が300〜600μmの粒子径を持つベースポリマー(1)を得た。ゲルシート厚み、およびベースポリマーの物性を表1に示す。   A gel sheet made of a gel-like water-containing polymer was collected at the belt end, and after the gel sheet thickness was measured, it was led to a meat chopper and continuously chopped. The chopped water-containing polymer was dried for 40 minutes with a hot air dryer adjusted to 180 ° C. and then pulverized with a roll mill. Subsequently, the pulverized product was classified with a sieve screen having openings of 600 μm and 300 μm, so that a base polymer (1) having a particle size of 300 to 600 μm was obtained. Table 1 shows the gel sheet thickness and the physical properties of the base polymer.

(実施例2)
ミキサーの後に冷却装置を設置して冷却することにより、過硫酸ナトリウム水溶液を加える前の単量体水溶液温度を85℃とした以外は、実施例1と同様の手順にしたがって、ベルト上に単量体水溶液を供給した。最大膨張時の膨張倍率は30倍であり、重合開始から約1分後に収縮した。この収縮した含水重合体に紫外線照射装置VB15201BY(ウシオ電機株式会社製)を用いて、210mJ/cmの光量の紫外線を照射した。
(Example 2)
By installing a cooling device after the mixer and cooling, the monomer aqueous solution temperature before adding the sodium persulfate aqueous solution was set to 85 ° C. An aqueous body solution was supplied. The expansion ratio at the time of maximum expansion was 30 times, and contracted about 1 minute after the start of polymerization. The contracted water-containing polymer was irradiated with ultraviolet rays having a light quantity of 210 mJ / cm 2 using an ultraviolet irradiation device VB15201BY (manufactured by Ushio Inc.).

実施例1と同様の手順に従い、含水重合体を回収し、厚み測定、細断、乾燥、分級をおこない、ベースポリマー(2)を得た。ゲルシート厚み、およびベースポリマーの物性を表1に示す。   In accordance with the same procedure as in Example 1, the water-containing polymer was recovered, and thickness measurement, shredding, drying, and classification were performed to obtain a base polymer (2). Table 1 shows the gel sheet thickness and the physical properties of the base polymer.

(比較例1)
モノマー水溶液に含まれる水を沸騰状態で蒸発させず、膨張させないで重合する例として、以下の手順に従って重合を行った。ミキサーの後に冷却装置を設置して冷却することにより、過硫酸ナトリウム水溶液を加える前の単量体水溶液温度を75℃とした以外は、実施例1と同様の手順にしたがって、ベルト上に単量体水溶液を供給した。ベルト上に供給された単量体水溶液は、沸点に達する前に重合および架橋が過度に進行し、ほとんど膨張しなかった(膨張倍率1倍)。この収縮した含水重合体に紫外線照射装置VB15201BY(ウシオ電機株式会社製)を用いて、210mJ/cmの光量の紫外線を照射した。実施例1と同様の手順に従い、ベルト末端で含水重合体を回収し、厚み測定、細断、乾燥、分級をおこない、ベースポリマー(3)を得た。含水重合体を回収したあとのベルトには、一部、含水重合体が残存していた。ゲルシート厚み、およびベースポリマーの物性を表1に示す。
(Comparative Example 1)
As an example in which the water contained in the monomer aqueous solution was polymerized without evaporating in a boiling state and without being expanded, polymerization was performed according to the following procedure. By installing a cooling device after the mixer and cooling, the monomer aqueous solution temperature before adding the sodium persulfate aqueous solution was set to 75 ° C. An aqueous body solution was supplied. The monomer aqueous solution supplied on the belt excessively polymerized and crosslinked before reaching the boiling point, and hardly expanded (expansion ratio of 1). The contracted water-containing polymer was irradiated with ultraviolet rays having a light quantity of 210 mJ / cm 2 using an ultraviolet irradiation device VB15201BY (manufactured by Ushio Inc.). In accordance with the same procedure as in Example 1, the water-containing polymer was recovered at the belt end, and thickness measurement, shredding, drying, and classification were performed to obtain a base polymer (3). A portion of the water-containing polymer remained on the belt after the water-containing polymer was recovered. Table 1 shows the gel sheet thickness and the physical properties of the base polymer.

(比較例2)
132gのアクリル酸に、ポリエチレングリコールジアクリレート(数平均分子量523)を0.438g、2−ヒドロキシメチル−2−メチルプロピオフェノンを0.0163g、ジエチレントリアミン5酢酸3ナトリウムを0.0081g質量部溶解した溶液(i)をマグネチックスターラーで撹拌しつつ、48.5質量%苛性ソーダ水溶液107gを水104gで希釈した溶液(ii)を添加した。このときの単量体水溶液温度は95℃であった。ここに1質量%過硫酸ナトリウム水溶液14.9gを加え、約100℃に保温された底面250×250mmの容器に注いだ。容器に注がれた単量体水溶液は速やかに重合し、水蒸気を発しながら膨張した。最大膨張時の膨張倍率は13倍であり、重合開始から約1分後に収縮した。この収縮した含水重合体に紫外線照射装置VB15201BY(ウシオ電機株式会社製)を用いて、210mJ/cmの光量の紫外線を照射した。容器に注いでから1.9分後に含水重合体を容器から取り出し、はさみで細断した。細断した含水重合体を180℃に調温した熱風乾燥機で40分間乾燥した後、ロールミルで粉砕した。次いで粉砕物を目開き600μmと300μmの篩網で分級することにより、大部分が300〜600μmの粒子径を持つベースポリマー(4)を得た。ゲルシート厚み、およびベースポリマーの物性を表1に示す。
(Comparative Example 2)
In 132 g of acrylic acid, 0.438 g of polyethylene glycol diacrylate (number average molecular weight 523), 0.0163 g of 2-hydroxymethyl-2-methylpropiophenone, and 0.0081 g parts by mass of trisodium diethylenetriaminepentaacetate were dissolved. While stirring the solution (i) with a magnetic stirrer, a solution (ii) obtained by diluting 107 g of a 48.5% by mass aqueous sodium hydroxide solution with 104 g of water was added. The monomer aqueous solution temperature at this time was 95 degreeC. 14.9 g of a 1% by mass aqueous sodium persulfate solution was added thereto and poured into a container having a bottom surface of 250 × 250 mm kept at a temperature of about 100 ° C. The aqueous monomer solution poured into the container quickly polymerized and expanded while emitting water vapor. The expansion ratio at the time of maximum expansion was 13 times, and contracted about 1 minute after the start of polymerization. The contracted water-containing polymer was irradiated with ultraviolet rays having a light amount of 210 mJ / cm 2 using an ultraviolet irradiation device VB15201BY (manufactured by Ushio Inc.). 1.9 minutes after pouring into the container, the hydropolymer was removed from the container and chopped with scissors. The chopped water-containing polymer was dried for 40 minutes with a hot air dryer adjusted to 180 ° C. and then pulverized with a roll mill. Subsequently, the pulverized product was classified with a sieve screen having openings of 600 μm and 300 μm to obtain a base polymer (4) having a particle size of 300 to 600 μm. Table 1 shows the gel sheet thickness and the physical properties of the base polymer.

Figure 2005036100
表1に示すように、エンドレスベルト上で、単量体水溶液を沸騰状態で蒸発させながら連続重合すると、含水重合体製造の生産性がよい。また、ゲルシートを厚くさせうることも、生産性向上に寄与する。さらに、沸騰させながら含水重合体が形成され、その過程で含水重合体は、不規則状に剥離する。このため、回収作業が容易である。生産性や作業性の向上によって、製造コストが低減され、製造される吸水性樹脂の価格競争力が増加する。
Figure 2005036100
As shown in Table 1, when the continuous polymerization is carried out while evaporating the monomer aqueous solution in a boiling state on the endless belt, the productivity of the production of the hydrous polymer is good. Moreover, it can contribute to productivity improvement that a gel sheet can be made thick. Furthermore, a water-containing polymer is formed while boiling, and in the process, the water-containing polymer peels irregularly. For this reason, collection work is easy. By improving productivity and workability, the manufacturing cost is reduced, and the price competitiveness of the manufactured water absorbent resin is increased.

また、吸水性樹脂中の残存モノマー含有量が少なく、本発明の製造方法を用いて形成された吸水性樹脂は高品質である。   Further, the residual monomer content in the water-absorbent resin is small, and the water-absorbent resin formed using the production method of the present invention is of high quality.

これらの顕著な効果は、本発明の製造方法を用いることによって、引き出される効果である。   These remarkable effects are the effects brought out by using the production method of the present invention.

吸水性樹脂の製造方法の工程図である。It is process drawing of the manufacturing method of a water absorbing resin. 吸水性樹脂の重合装置の一実施形態の模式図である。It is a schematic diagram of one Embodiment of the superposition | polymerization apparatus of a water absorbing resin.

符号の説明Explanation of symbols

102…水溶液、104…重合装置、106…エンドレスベルト、108…含水重合体、110…解砕機、112…乾燥機、114…分級機、116…表面架橋装置、118…粉砕機、120…造粒機、122…スプレー、124…製品、202…回転体、204…回転体、206…単量体供給手段、208…含水重合体排出装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 102 ... Aqueous solution, 104 ... Polymerization apparatus, 106 ... Endless belt, 108 ... Hydrous polymer, 110 ... Crusher, 112 ... Dryer, 114 ... Classifier, 116 ... Surface cross-linking apparatus, 118 ... Crusher, 120 ... Granulation Machine, 122 ... spray, 124 ... product, 202 ... rotating body, 204 ... rotating body, 206 ... monomer supply means, 208 ... water-containing polymer discharging device.

Claims (5)

エンドレスベルト上に単量体を含む水溶液を供給する段階(a)と、
前記水溶液に含まれる水を沸騰状態で蒸発させながら前記単量体を重合させて、含水重合体を膨張させる段階(b)と、
膨張により、前記含水重合体を前記エンドレスベルトから不規則状に剥離させる段階(c)と、
膨張した前記含水重合体を収縮させて連続的に回収する段階(d)とを含む、吸水性樹脂の製造方法。
Supplying an aqueous solution containing the monomer onto the endless belt (a);
(B) expanding the hydrous polymer by polymerizing the monomer while evaporating water contained in the aqueous solution in a boiling state;
A step (c) of irregularly peeling the hydropolymer from the endless belt by expansion;
And (d) a step of continuously recovering the expanded hydrous polymer by contraction.
前記単量体は、アクリル酸および/またはその塩である、請求項1に記載の吸水性樹脂の製造方法。   The method for producing a water absorbent resin according to claim 1, wherein the monomer is acrylic acid and / or a salt thereof. 前記エンドレスベルトに供給される水溶液中の前記単量体の濃度が、30〜70質量%である、請求項1または2に記載の吸水性樹脂の製造方法。   The manufacturing method of the water absorbing resin of Claim 1 or 2 whose density | concentration of the said monomer in the aqueous solution supplied to the said endless belt is 30-70 mass%. 前記エンドレスベルトに供給される水溶液の温度が、50〜105℃である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の吸水性樹脂の製造方法。   The manufacturing method of the water absorbing resin of any one of Claims 1-3 whose temperature of the aqueous solution supplied to the said endless belt is 50-105 degreeC. さらに、回収された含水重合体を解砕する段階(e)、解砕された含水重合体を乾燥させて、ベースポリマーを得る段階(f)、および前記ベースポリマーを表面架橋させる段階(g)を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の吸水性樹脂の製造方法。   Further, the step (e) of crushing the recovered water-containing polymer, the step (f) of obtaining a base polymer by drying the crushed water-containing polymer, and the step (g) of surface-crosslinking the base polymer. The manufacturing method of the water absorbing resin of any one of Claims 1-4 containing this.
JP2003274121A 2003-07-14 2003-07-14 Method for producing water-absorbing resin Pending JP2005036100A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003274121A JP2005036100A (en) 2003-07-14 2003-07-14 Method for producing water-absorbing resin

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003274121A JP2005036100A (en) 2003-07-14 2003-07-14 Method for producing water-absorbing resin

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005036100A true JP2005036100A (en) 2005-02-10

Family

ID=34211165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003274121A Pending JP2005036100A (en) 2003-07-14 2003-07-14 Method for producing water-absorbing resin

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005036100A (en)

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008531628A (en) * 2005-02-28 2008-08-14 シュトックハウゼン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Acrylic acid, renewable raw material-based water-absorbing polymer structure, and method for producing the structure
JP2009506151A (en) * 2005-08-24 2009-02-12 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア Method for producing water-absorbing polymer particles
US7622535B2 (en) 2004-03-24 2009-11-24 Nippon Shokuba Co., Ltd. Method for continuous production of water-absorbent resin
JP2010501527A (en) * 2006-08-22 2010-01-21 エボニック・シュトックハウゼン・ゲーエムベーハー Renewable raw materials based on acrylic acid and water-absorbing polymer structures and methods for their production by dehydration reaction
JP2010515814A (en) * 2007-01-16 2010-05-13 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア Production of superabsorbent polymers in a continuous belt reactor.
JP2010515813A (en) * 2007-01-16 2010-05-13 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア Production of superabsorbent polymers in a continuous belt reactor.
US8513364B2 (en) 2005-01-21 2013-08-20 Nippon Shokubai Co., Ltd. Production method of water-absorbent resin
JP2013533321A (en) * 2010-03-11 2013-08-22 イタコニックス・コーポレーション Controlled continuous polymerization of polycarboxylic acid polymers.
KR101302172B1 (en) * 2010-06-21 2013-08-30 주식회사 엘지화학 Apparatus for preparing super absorbent polymer and preparation method of super absorbent polymer using the same
KR101442201B1 (en) 2010-11-03 2014-09-18 주식회사 엘지화학 Apparatus for preparing super absorbent polymer and preparation method of super absorbent polymer using the same
WO2015065054A1 (en) * 2013-10-31 2015-05-07 한화케미칼 주식회사 Apparatus for manufacturing high absorbent resin and method for manufacturing high absorbent resin using same
WO2019221235A1 (en) 2018-05-16 2019-11-21 株式会社日本触媒 Method for producing water-absorbing resin
WO2020145383A1 (en) 2019-01-11 2020-07-16 株式会社日本触媒 Water absorbent, and method for producing water absorbent
WO2020145384A1 (en) 2019-01-11 2020-07-16 株式会社日本触媒 Water absorbent having water-absorbent resin as main component, and method for producing same
WO2020241123A1 (en) 2019-05-31 2020-12-03 株式会社日本触媒 Production method for water absorbent, and polyacrylic acid (salt) water absorbent resin
WO2021140905A1 (en) 2020-01-06 2021-07-15 株式会社日本触媒 Absorbent object, water-absorbing resin, and absorbent article
WO2021162072A1 (en) 2020-02-14 2021-08-19 株式会社日本触媒 Absorbent material, water absorbent and method for producing water absorbent
WO2021162085A1 (en) 2020-02-14 2021-08-19 株式会社日本触媒 Water-absorbing resin and manufacturing method for same
WO2022197991A1 (en) 2021-03-18 2022-09-22 The Procter & Gamble Company Method for producing absorbent articles comprising water-absorbing resin
WO2022196763A1 (en) 2021-03-18 2022-09-22 株式会社日本触媒 Method for producing water absorbent resin

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7622535B2 (en) 2004-03-24 2009-11-24 Nippon Shokuba Co., Ltd. Method for continuous production of water-absorbent resin
US8513364B2 (en) 2005-01-21 2013-08-20 Nippon Shokubai Co., Ltd. Production method of water-absorbent resin
JP2012153717A (en) * 2005-02-28 2012-08-16 Evonik Stockhausen Gmbh Acrylic acid, water-absorbent polymer structure based on renewable raw material, and method for producing the structure
JP2008531628A (en) * 2005-02-28 2008-08-14 シュトックハウゼン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Acrylic acid, renewable raw material-based water-absorbing polymer structure, and method for producing the structure
JP2009506151A (en) * 2005-08-24 2009-02-12 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア Method for producing water-absorbing polymer particles
JP2010501527A (en) * 2006-08-22 2010-01-21 エボニック・シュトックハウゼン・ゲーエムベーハー Renewable raw materials based on acrylic acid and water-absorbing polymer structures and methods for their production by dehydration reaction
JP2010515814A (en) * 2007-01-16 2010-05-13 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア Production of superabsorbent polymers in a continuous belt reactor.
JP2010515813A (en) * 2007-01-16 2010-05-13 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア Production of superabsorbent polymers in a continuous belt reactor.
KR101822675B1 (en) 2010-03-11 2018-01-26 이타코닉스 코포레이션 Regulated and continuous polymerization of polycarboxylic acid polymers
JP2013533321A (en) * 2010-03-11 2013-08-22 イタコニックス・コーポレーション Controlled continuous polymerization of polycarboxylic acid polymers.
KR101302172B1 (en) * 2010-06-21 2013-08-30 주식회사 엘지화학 Apparatus for preparing super absorbent polymer and preparation method of super absorbent polymer using the same
KR101442201B1 (en) 2010-11-03 2014-09-18 주식회사 엘지화학 Apparatus for preparing super absorbent polymer and preparation method of super absorbent polymer using the same
WO2015065054A1 (en) * 2013-10-31 2015-05-07 한화케미칼 주식회사 Apparatus for manufacturing high absorbent resin and method for manufacturing high absorbent resin using same
WO2019221235A1 (en) 2018-05-16 2019-11-21 株式会社日本触媒 Method for producing water-absorbing resin
WO2020145383A1 (en) 2019-01-11 2020-07-16 株式会社日本触媒 Water absorbent, and method for producing water absorbent
WO2020145384A1 (en) 2019-01-11 2020-07-16 株式会社日本触媒 Water absorbent having water-absorbent resin as main component, and method for producing same
WO2020241123A1 (en) 2019-05-31 2020-12-03 株式会社日本触媒 Production method for water absorbent, and polyacrylic acid (salt) water absorbent resin
WO2021140905A1 (en) 2020-01-06 2021-07-15 株式会社日本触媒 Absorbent object, water-absorbing resin, and absorbent article
WO2021162072A1 (en) 2020-02-14 2021-08-19 株式会社日本触媒 Absorbent material, water absorbent and method for producing water absorbent
WO2021162085A1 (en) 2020-02-14 2021-08-19 株式会社日本触媒 Water-absorbing resin and manufacturing method for same
WO2022197991A1 (en) 2021-03-18 2022-09-22 The Procter & Gamble Company Method for producing absorbent articles comprising water-absorbing resin
WO2022196763A1 (en) 2021-03-18 2022-09-22 株式会社日本触媒 Method for producing water absorbent resin

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2005036100A (en) Method for producing water-absorbing resin
JP6918407B2 (en) Surface cross-linking method and manufacturing method of water-absorbent resin
JP4688535B2 (en) Continuous production method of water absorbent resin
US7622535B2 (en) Method for continuous production of water-absorbent resin
US7429009B2 (en) Process for production of water-absorbing material
JP5535041B2 (en) Method for producing water absorbent resin
JP5616437B2 (en) Method for producing polyacrylic acid (salt) water-absorbing resin powder
CN112135864B (en) Method for producing water-absorbent resin particles
JP4805490B2 (en) Method for producing water absorbent resin
CN108350179B (en) Superabsorbent polymers
JP5046522B2 (en) Water absorbent resin and method for producing the same
WO2009119754A1 (en) Process for production of water-absorbing resins
JP6029800B2 (en) Water absorbent resin particles
JP2877255B2 (en) Manufacturing method of water absorbent resin with excellent durability
WO2009001954A1 (en) Method of producing water-absorbent resin
CN110372891B (en) Method for producing polyacrylic acid water-absorbent resin
WO2020067310A1 (en) Method for producing water-absorbing resin
JP2003261601A (en) Water-absorbing resin and its production method
JP2016112475A (en) Water-absorbing agent containing poly(meth)acrylate-based water-absorbing resin as main component and method for producing the same
CN112714770B (en) Method for producing water-absorbent resin containing chelating agent
JP4326612B2 (en) Method for producing particulate water-absorbing resin
JP7273067B2 (en) Water-absorbing agent containing water-absorbing resin as main component and method for producing the same
JP5528714B2 (en) Method for producing water absorbent resin
JP4454735B2 (en) Method for producing water-absorbing polymer
KR20160149227A (en) Method for producing polyacrylic acid (salt)-based water-absorbent resin

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20050223

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20050425

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060302

A977 Report on retrieval

Effective date: 20080423

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080513

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080714

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090728