JP3057365B2 - 酸型含水ゲル状重合体の連続中和方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、酸型含水ゲル状重合体
の連続中和方法に関する。さらに詳しくは、高粘弾性を
持つ酸型含水ゲル状重合体の、低粘度アルカリ性物質で
の効率良い連続中和方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、高粘弾性の酸型含水ゲル状重合体
を中和しようとしても通常の撹拌機では、酸型含水ゲル
が強い粘弾性を持つため撹拌が不能で中和自体が困難で
あった。この酸型含水ゲル状重合体の中和方法として、
押出し機（特開昭４９−１７６６８号公報）や双腕型ニ
ーダー（特開平１−１３１２０９号公報）を用いた方法
が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、押出し
機による中和は、粘性が高く塑性変形する含水ゲル重合
体の中和には比較的有効であるものの、含水ゲル状重合
体が弾性を持ち、塑性変形が起こりにくい含水ゲル状重
合体関しては、中和時に含水ゲルとアルカリ性物質との
接触がうまく行えず中和が不均一となり、剪断力をアッ
プして無理に中和を行おうとすれば中和時に含水ゲル状
重合体に多大のシェアーがかかって中和時にポリマーの
切断が起こったり、中和に長時間を要するなどの問題点
があった。一方、多軸の撹拌機を有する双腕型ニーダー
の様な機械を用いた含水ゲル状重合体の中和は、例えば
ゲルが脆く剪断力によって簡単にゲルが細分化される含
水ゲル状重合体の中和に関しては、比較的容易に中和が
行えるものの、高粘弾性を持ち多少の剪断力を加えても
ゲルが変形するだけで簡単には細分化できない含水ゲル
状重合体に関しては、中和が困難となったり中和を行う
のに長時間を費やしたりする。また、粘着性を有するゲ
ルに関しても、せっかく細分化したゲルが撹拌時に一体
化し、撹拌翼などにゲルが巻き付いて中和不能となるな
どの問題点があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
を解決するため鋭意研究した結果、特殊な機能を持つ一
軸混練機を使用することにより、均一な中和を効率よ
く、しかも連続的に行えることを見いだし、本発明に到
達した。すなわち本発明は、酸型含水ゲル状重合体の中
和を、一本のスクリュー、これと連結されたカッターお
よび目皿を備えた、押出し、細断及び混練の機能を持つ
一軸混練機で連続的に行うことを特徴とする、酸型含水
ゲル状重合体の連続中和方法である。

【０００５】本発明の方法において使用する押出し、細
断及び混練機能を有する一軸押出し機で高粘弾性をもつ
含水ゲル状重合体を連続的に均一な中和が行える機能は
下記の通りである。 高粘弾性を有する含水ゲル状重合体が、該一軸押し出
し機の投入口から、アルカリ物質の水溶液と共に連続的
に供給される。 含水ゲルとアルカリ物質の水溶液が押し出し機能を有
するスクリュ−により加圧状態で混練機内の多数の小穴
を有する目皿に連続的に供給される。 混練機内に有する多数の小穴を有する目皿の抵抗によ
り含水ゲルは更に加圧変形し、含水ゲルの一部が目皿内
に入る。 目皿の小穴内に入った含水ゲルは、目皿の手前に隣接
して設置した回転式のカッターにより小片に細断され、
ゲルと共に供給されるアルカリ水溶液と接触する。 ゲルの小片の大きさは目皿の小穴の口径にもよるが、
通常５ｍｍ角以下に細断されるためゲルの表面積が大き
く、アルカリ水溶液と接触することにより効率的で短時
間の中和が起こる。 更に、細断されたゲル小片とアルカリ水溶液が目皿内
を通過する際に、小穴内の壁面抵抗により適度な混練が
起こり、更に中和を促進する。本発明の一軸混練機中で
のゲルの処理時間は、上記〜のトータルで通常１分
以内、長くても３分以内で終了する。従って、短時間で
均一に中和できることから重合体の過度の剪断によるポ
リマーの切断や加水分解を防止することができ、また混
練機が有する細断機能により含水ゲルを細断することが
できるので、その後の含水ゲルを効率よく乾燥できる。

【０００６】本発明の方法において使用する押し出し、
細断及び混練機能を有する一軸押出し機としては、上記
機能を有する機種であれば特に限定されるものではない
が、具体的には挽肉などの作成に使用されているミート
チョッパーを例示することができる。

【０００７】本発明において使用する押出し機のゲルの
投入口の口径は特に制限はないが、機械面からの機器の
大きさ及びゲルの取扱性の観点から、通常口径が５〜１
５０ｃｍのものを使用する。投入口へのゲルの供給方法
も特に制限はないが、ローブポンプ、スネークポンプ、
ベーンポンプ、コメットポンプ、ピストンポンプなどの
ゲルの定量供給性が確保できるポンプで投入する方が、
中和の度合及び均一性を確保する上で好ましい。一方、
アルカリ水溶液に関しては、通常の定量ポンプで含水ゲ
ルと同時にゲルの投入口などから供給する。

【０００８】本発明において使用する押出機は、押出し
機内にスクリュウーを有し、通常、含水ゲルを加圧する
ためにスクリューのピッチは、前部のピッチより後部の
方が狭くなっている構造を有する。

【０００９】本発明において使用する押出機は、スクリ
ュウ−の末端に多数の小穴を有する目皿が設置される。
目皿の小穴の数は目皿の大きさによっても異なるが通常
１０個以上、好ましくは２０個以上である。小穴の個数
が１０個未満であると、小穴の口径が相対的に大きくな
りその後に細断されるゲルの大きさが大きくなり乾燥に
長時間を要するので好ましくない。目皿の小穴の口径
は、通常１〜５０ｍｍ、好ましくは３〜３０ｍｍであ
る。１ｍｍ未満であると含水ゲルが目皿部分の抵抗で圧
縮されて小穴内に変形する際に含水ゲルに多大のシアー
がかかり、ポリマーの切断等が起こるので好ましくな
い。一方、目皿の口径が５０ｍｍ以上であると、その後
に細分化されるゲルの大きさが大きくなり乾燥に長時間
を要する。目皿の厚みに関しては、特に制限はないが通
常１〜１００ｍｍ、好ましくは２〜５０ｍｍである。目
皿の厚みが１ｍｍ未満であると目皿の小穴内での混練が
うまくおこなえず、厚みが１００ｍｍを越える場合は、
目皿の小穴をゲルが進行する際に壁面との抵抗によりゲ
ルに大きなシェアーがかかる。

【００１０】スクリュウーの末端部に設置され目皿の手
前に隣接するカッターは、通常スクリュウーと連結され
た構造をもっているため、スクリュウーを回転させると
カッターも回転する構造を有する。目皿とカッターとの
間隔は、通常１０ｍｍ以下である。目皿とカッターとの
間隔は、狭い方がハサミの原理によりゲルが細断しやす
いので目皿とカッターは接触していた方が好ましいが、
目皿とカッターが接触しているとカッターの回転時間と
共に徐々に目皿がすり減り、目皿の厚みが徐々に薄くな
る場合もあるので、ゲルの細断が可能な範囲で１０ｍｍ
以下の隙間があっても良い。

【００１１】本発明において、中和の均一性を更に向上
させるために、本発明の一軸押出機を必要により２基以
上連結してもよい。

【００１２】本発明の方法において、中和する酸型含水
ゲル状重合体は、カルボン酸基、スルホン酸基及びリン
酸基等の酸基を有する重合性単量体を主単量体として水
溶液重合して得られる。本発明において、カルボン酸基
を有する重合性単量体としては、不飽和モノまたはポリ
カルボン酸［（メタ）アクリル酸（アクリル酸および／
またはメタクリル酸をいう。以下同様の記載を用い
る。）、（エタ）アクリル酸、クロトン酸、ソルビン
酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸など］、それら
の無水物［無水マレイン酸など］などがあげられる。ス
ルホン酸基を有する重合性単量体としては、脂肪族また
は芳香族ビニルスルホン酸（ビニルスルホン酸、アリル
スルホン酸、ビニルトルエンスルホン酸、スチレンスル
ホン酸など）、（メタ）アクリルスルホン酸［（メタ）
アクリル酸スルホエチル、（メタ）アクリル酸スルホプ
ロピルなど］、（メタ）アクリルアミドスルホン酸［２
−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸な
ど］などがあげられる。リン酸基を有する重合性単量体
としては、（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキルリン
酸モノエステル［２−ヒドロキシエチルアクリロイルホ
スフェート、２−ヒドロキシエチルメタクリロイルホス
フェート、フェニル−２−アクリロイロキシエチルホス
フェートなど］があげられる。これらのうちで好ましい
ものはカルボン酸基またはスルホン酸基を有する重合性
単量体であり、特に好ましいものはカルボン酸基を有す
る重合性単量体である。これらの酸基を有する単量体は
単独で使用してもよく、また２種以上併用してもよい。

【００１３】酸型含水ゲル状重合体は酸基を有する単量
体とともに必要により他の重合性単量体を使用すること
ができ、この重合性単量体としては例えば（メタ）アク
リル酸エステル、イソブチレン、酢酸ビニル、アクリル
アミド等が挙げられる。この量は全重合性単量体および
共重合性架橋剤の合計重量に基づいて通常９０％以下、
好ましくは７０％以下である。また、デンプン、セルロ
ース誘導体の存在下に重合させてもよい。

【００１４】本発明において、必要により該単量体と共
重合可能な二重結合を少なくとも２個有する架橋剤
（ａ）を共重合することができる。架橋剤（ａ）として
は、ビス（メタ）アクリルアミド、ポリオール類と不飽
和モノまたはポリカルボン酸とのジまたはポリエステ
ル、カルバミルエステル、ジまたはポリビニル化合物、
ポリオール類のジ−またはポリ−（メタ）アリルエーテ
ル、ポリカルボン酸のジ−またはポリ−アリルエステ
ル、不飽和モノ-またはポリ-カルボン酸とポリオールの
モノ（メタ）アリルエーテルとのエステルおよびポリア
リロキシアルカン類等があげられる。これらの内で好ま
しい架橋剤（ａ）は、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリル
アミド、エチレングリコールジアクリレート、トリメチ
ロールプロパントリアクリレート、テトラアリロキシエ
タンおよびネオペンチルグリコールトリアリルエーテル
である。特に好ましい架橋剤（ａ）は、分子内にアミド
基、エステル基のような中和時に加水分解しやすい結合
様式を含まないという点で、テトラアリロキシエタンお
よびネオペンチルグリコールトリアリルエーテル、ペン
タエラスリトールトリアリルエーテルである。

【００１５】架橋剤（ａ）の量は、重合性単量体の合計
重量に対して通常５％以下、好ましくは３％以下、更に
好ましくは１％以下である。尚、架橋剤存在下で重合し
て得られる含水ゲル重合体は、高吸水性樹脂等の原料と
して使用され、架橋剤不存在下で重合して得られる含水
ゲル重合体は高分子凝集剤等の原料として使用される。

【００１６】本発明における酸型含水ゲル重合体は、必
要により、該一軸混練機にカルボン酸基、スルホン酸基
及びリン酸基と共有結合しうる官能基を少なくとも２個
有する第二の架橋剤（ｂ）を添加し、更に架橋される。
この架橋剤（ｂ）としては、ポリグリシジルエーテル化
合物、ポリオール化合物およびポリアミン化合物等が挙
げられる。これらの内で好ましい架橋剤（ｂ）は、ポリ
グリシジルエーテル化合物、ポリオール化合物、ポリア
ミン化合物である。特に好ましい架橋剤（ｂ）は、カル
ボン酸基と強い共有結合を形成して剪断後弾性率に優れ
た吸水性樹脂が得られ、且つ架橋反応を比較的低い温度
で行わせることができ経済的であると言う点で、エチレ
ングリコールジグリシジルエーテル、グリセリン−１，
３−ジグリシジルエーテル、ポリアミドポリアミンエピ
クロルヒドリン樹脂、ポリアミンエピクロルヒドリン樹
脂である。

【００１７】架橋剤（ｂ）の量は、単量体の合計重量に
対して通常３％以下、好ましくは２％以下、更に好まし
くは１％以下である。架橋剤（ｂ）の量が３重量％を越
えるとゲルが固くなりすぎて中和が不均一となる。

【００１８】本発明において、中和する高粘弾性を持つ
ゲル状重合体のゲルの弾性率は、通常１０，０００〜
５，０００，０００ｄｙｎｅ／ｃｍ2、好ましくは５
０，０００〜３，０００，０００ｄｙｎｅ／ｃｍ2であ
る。ゲルの弾性率が、１０，０００ｄｙｎｅ／ｃｍ2未
満の含水ゲルであれば本発明の一軸混練機を使用しなく
ても中和が可能であり、弾性率が５，０００，０００ｄ
ｙｎｅ／ｃｍ2を越えるとゲルが堅すぎて中和が不均一
となる。

【００１９】本発明において使用する中和剤は、通常５
〜８０％の水溶液として使用される。５重量％未満で
は、水の量が多くなり過ぎてその後の乾燥が非効率的と
なり、一方８０重量％を越えると均一に中和しにくくな
る。

【００２０】本発明において使用する中和剤としては
は、アルカリ金属化合物（水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウムなど）、アルカリ金属炭酸塩（炭酸ナトリウム、
重炭酸ナトリウムなど）、アンモニア、アミン化合物
（メチルアミン、トリメチルアミンなどのアルキルアミ
ン；トリエタノールアミン、ジエタノールアミンなどの
アルカノールアミンなど）およびこれらの二種以上が挙
げられる。中和度は用途によってもことなるが、特に高
吸水性樹脂の原料として使用する場合は通常６０〜９０
モル％、好ましくは６５〜８０モル％である。中和度が
６０モル％未満の場合、得られる高吸水性樹脂のｐＨが
酸性となり、一方、９０モル％を越えるとｐＨがアルカ
リ性となり、いづれの場合も人体の皮膚に対する安全性
の点で好ましくないことから、紙おむつ用吸収剤組成物
の構成成分としては適当でない。

【００２１】本発明の酸型含水ゲル重合体の重合方法
は、従来から知られている方法でよく、たとえばラジカ
ル重合触媒を用いて重合させる方法および放射線、電子
線、紫外線などを照射する通常の方法などがあげられ
る。重合は、溶媒として水を使用し水溶液重合で行われ
る。通常溶媒は水単独であるが、必要があれば水と親水
性溶媒の混合溶媒中で行っても良い。親水性溶媒として
はメタノール、エタノール、アセトン、Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルホルムアミド、ジメチルスルホキシドおよびメチルエ
チルケトン等を挙げることができる。重合性単量体の水
溶液濃度は、通常１０重量％以上、好ましくは１５〜８
０重量％である。１０重量％未満では得られた樹脂の分
子量が低くなりやすい。

【００２２】乾燥方法は通常、５０〜２３０℃の温度の
熱風で加熱して乾燥する方法、通常５０〜２３０℃に加
熱されたドラムドライヤーなどの使用による薄膜乾燥
法、減圧乾燥法、凍結乾燥法など通常の方法でよい。ま
た粉砕方法についても特に限定はなく、ハンマー式粉砕
機、衝撃式粉砕機、ロール式粉砕機、ジェット気流式粉
砕機など通常の装置が使用できる。

【００２３】

【実施例】以下、実施例および比較例により本発明をさ
らに説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。含水ゲル重合体の弾性率、乾燥後のポリマーの加
圧吸収量及び水可溶性成分（以上高吸水性樹脂）、固有
粘度［η］（高分子凝集剤）は下記の方法により測定し
た。以下特に定めない限り％は重量％を示す。

【００２４】測定法は次の通り。 含水ゲル状重合体の弾性率：酸型含水ゲル重合体を約２
ｃｍ角に裁断する。このゲルを２０〜３０℃に調温し、
クリープメーター（山電株式会社製）の支持テーブル中
央に置く。次いでプランジャー（プランジャーＮＯ．
２）を接続した上部シリンダーを下降させてゲルに５０
０ｇの荷重がかかるまでゲルを圧縮し、ゲルのクリープ
曲線を計測した。クリープメーター付属の自動解析装置
を用いて、含水ゲルの粘性及び弾性を算出し、この弾性
の数値を、酸型含水ゲル状重合体の弾性率とした。

【００２５】加圧下吸収量：（架橋重合体−高吸水性樹
脂） ２５０メッシュのナイロン網を底面に貼った円筒型プラ
スチックチューブ（内径３０ｍｍ、高さ６０ｍｍ）内に
乾燥したポリマー０．１ｇを入れて均一に広げ、この上
に２０ｇ／ｃｍ2の荷重となるように外径３０ｍｍの分
銅を乗せた。人工尿６０ｍｌの入ったシャーレ（直径：
１２ｃｍ）の中にポリマーの入ったチューブをナイロン
網側を下面にして３０分間浸漬し、３０分後の増加重量
の１０倍値を加圧下吸収量とした。

【００２６】水可溶性成分：（架橋重合体−高吸水性樹
脂） サンプル２ｇを１％食塩水３００ｇ中に加えて充分膨潤
させ、５時間撹を続けた。その後、０．２ミクロンのメ
ンブランフィルターでろ過し、さらにろ液（ａｇ）を蒸
発乾固して残重量（ｂｇ）を測定し、下式により水可溶
性成分を算出した。 水可溶性成分（％）＝ｂ／ａ×１５０×１００

【００２７】固有粘度［η］：（非架橋体−高分子凝集
剤） 中和した酸型含水ゲル重合体１．０ｇを精秤し、２００
ｍｌのメスフラスコに入れた。メスフラスコに純水約１
００ｍｌを加え、スターラーを用いて冷暗（２０℃以
下、光遮断下）でゆっくり１２時間撹拌した。撹拌した
溶液に４規定の水酸化ナトリウム水溶液１００ｍｌを加
え１時間ほど撹拌を続け完全に溶解した。ホールピペッ
ト、メスフラスコを使用して、０．０８％、０．０５％
及び０．０２％のポリマー純分となる様に２規定の水酸
化ナトリウム液を添加しそれぞれの溶液を調整した。３
０±０．１℃に調整した恒温槽の水中にキャノンフェン
スケ粘度計を垂直にセットし、各濃度の溶液１０ｍｌを
キャノンフェンスケ粘度計に入れる。約３０分試料溶液
を調温後、使用の流出時間（ｔ０）及び２規定の水酸化
ナトリウム流出時間（ｔ）を３回測定して平均値を取
り、下式により還元粘度（ηｓｐ／Ｃ）を算出した。 ηｓｐ／Ｃ＝（ｔ−ｔ０）／ｔ０ × １／Ｃ グラフの横軸に各試料溶液の濃度Ｃ（％）を、縦軸に還
元粘度（ηｓｐ／Ｃ）を取り、各測定値をプロットし、
各測定値を通る直線を引き、縦軸と交わる点すなわちＣ
＝０におけるηｓｐ／Ｃの値が固有粘度［η］である。
尚、固有［η］は、ポリマーの分子量が大きく、ＧＰＣ
などにより分子量が測定不可能な高分子量体の分子量の
指標として一般に使用されている。

【００２８】製造例１［酸型含水ゲル状重合体（Ａ）の
製造］ 容量１リットルのガラス製反応容器にアクリル酸１７５
ｇ、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド０．０３ｇ
および脱イオン水３２０ｇを仕込み、内容物の温度を０
℃に保った。内容物に窒素を流入して溶存酸素量を０．
３ｐｐｍ以下とした後、過酸化水素の０．１１％水溶液
１ｇ、アスコルビン酸の０．１％水溶液１．２ｇおよび
４，４’−アゾビス（４−シアノヴァアレニックアシッ
ド）の２％水溶液２．５ｇを添加して重合を開始させ、
約５時間静置重合することにより酸型含水ゲル状重合体
（Ａ）を得た。クリープメーターを用いてこの含水ゲル
状重合体の粘弾性を測定したところ、ゲルの弾性率は約
３８０，０００ｄｙｎｅ／ｃｍ2であった。

【００２９】製造例２［酸型含水ゲル状重合体（Ｂ）の
製造］ 容量１リットルのガラス製反応容器にアクリル酸５０
ｇ、アクリルアミド５０ｇおよび脱イオン水４００ｇを
仕込み、内容物の温度を５℃に保った。内容物に窒素を
流入して溶存酸素量を０．３ｐｐｍ以下とした後、過酸
化水素の０．１１％水溶液１ｇ、アスコルビン酸の０．
１％水溶液１．２ｇおよび２，２’−アゾビス（２−メ
チルプロピオンアミド）ジハイドロクロライドの２％水
溶液２．５ｇを添加して重合を開始させ、約５時間重合
することにより酸型含水ゲル状重合体（Ｂ）を得た。ク
リープメーターを用いてこの含水ゲル状重合体の粘弾性
を測定したところ、ゲルの弾性率は約１２０，０００ｄ
ｙｎｅ／ｃｍ2であった。この含水ゲル重合体（Ｂ）の
分子量の指標として固有粘度［η］を測定した。

【００３０】実施例１ 市販のミートチョッパー（飯塚工業株式会社製、Ｔｙｐ
ｅ：１２ＲＦ）に外層部（内径７０ｍｍ、Ｔ型円筒状）
を装着し、その内部にスクリュー（スクリュー長：１２
ｃｍ）を入れ、スクリューの片末端をモーターの回転部
にはめ込んだ。スクリューのもう一方の末端に回転式カ
ッター及び目皿（目皿の小穴数：５０個、小穴径５ｍ
ｍ、厚み８ｍｍ、ＳＵＳ製）を装着し、ネジ付きのフタ
で外装部に固定させた。このミートチョッパーのゲルの
投入口から、ハサミを用いて３〜８ｃｍに切断した酸型
含水ゲル重合体（Ａ）５００ｇと４８％の水酸化ナトリ
ウム水溶液２９２ｇを入れ、モーターを回転させること
により接続したスクリューを１００ｒｐｍで回転させ、
カッター及び目皿方向にゲルを圧縮し、押し込んだ。直
ちに、ゲルの排出口である目皿の小穴から、回転式のカ
ッターで細断された２ｍｍ角程度の含水ゲルが凝集した
ウドン状のゲルが排出された。排出されたゲルをもう一
度ミートチョッパーの投入口に投入すると、排出口であ
る目皿の小穴からはほぼ均一なウドン状のゲルが排出さ
れた。ゲルの投入から排出までの時間は、１回の操作で
約３０秒、トータルで約１分間であった。このゲルに、
フェノールフタレイン溶液を添加したが、どのゲルの部
分にも赤色の着色は見られなかった。このゲルを表面温
度１５０℃のドラムドライヤー上に延伸し、約５分間乾
燥した。乾燥物を衝撃式の粉砕器を用いて、１８〜１０
０メッシュに粉砕し、乾燥物の加圧吸収量及び可溶性成
分を測定した。

【００３１】実施例２ 実施例１で使用したミートチョッパーのゲルの投入口か
ら、ハサミを用いて３〜８ｃｍに切断した酸型含水ゲル
重合体（Ａ）５００ｇと４８％の水酸化ナトリウム水溶
液５５ｇを入れ、モーターを回転させることにより接続
したスクリューを１００ｒｐｍで回転させ、カッター及
び目皿方向にゲルを圧縮し押し込んだ。直ちに、ゲルの
排出口である目皿の小穴から、ほぼ均一なウドン状のゲ
ルが排出された。ゲルの投入から排出までの時間は、約
３０秒であった。このゲルを取り出しポリマーの固有粘
度［η］を測定した。

【００３２】比較例１ 実施例１で使用したミートチョッパーから回転式のカッ
ターを取り外し、一軸押出機として用い、この一軸押出
機のゲルの投入口から、ハサミを用いて３〜８ｃｍに切
断した酸型含水ゲル重合体（Ａ）５００ｇと４８％の水
酸化ナトリウム水溶液２９２ｇを入れ、モーターを回転
させることにより接続したスクリューを回転させ、目皿
方向にゲルを圧縮し、押し込んだ。ゲルの排出口である
目皿の小穴から、殆どゲルが排出されず、モーターに負
荷がかかりすぎてモーターの回転が止ったため、モータ
ーの馬力をアップして回転を継続したが、ほぼ排出され
るまでに約５時間を必要とした。このゲルに、フェノー
ルフタレイン溶液を添加したところ、排出されたゲルの
表面は赤色に着色した。このゲルを表面温度１５０℃の
ドラムドライヤー上に延伸し、約５分間乾燥した。乾燥
物を衝撃式の粉砕器を用いて、１８〜１００メッシュに
粉砕し、乾燥物の加圧吸収量及び可溶性成分を測定し
た。

【００３３】比較例２ 実施例１で使用したミートチョッパーから回転式のカッ
ターを取り外し、一軸押出機として用い、この一軸押出
機のゲルの投入口から、ハサミを用いて３〜８ｃｍに切
断した酸型含水ゲル重合体（Ｂ）５００ｇと４８％の水
酸化ナトリウム水溶液５５ｇを入れ、モーターを回転さ
せることにより接続したスクリューを回転させ、目皿方
向にゲルを圧縮し、押し込んだ。ゲルの排出口である目
皿の小穴から、殆どゲルが排出されず、モーターに負荷
がかかりすぎてモーターの回転が止ったため、モーター
の馬力をアップして回転を継続したが、ほぼ排出される
までに約３時間を必要とした。このゲルに、フェノール
フタレイン溶液を添加ところ、どの排出されたゲルの表
面は赤色に着色した。このゲルを取り出しポリマーの固
有粘度［η］を測定した。

【００３４】比較例３ 内容量２０００ｍｌ、開口部１６０ｍｍ×１５０ｍｍ、
深さ１３５ｍｍ、羽根の回転径７０ｍｍのシグマ型羽根
を２本有する双腕型ニーダーに、３〜８ｃｍに切断した
含水ゲル重合体（Ａ）５００ｇと４８％の水酸化ナトリ
ウム水溶液２９７ｇを添加した。２本のシグマ型バネを
それぞれ５０ｒｐｍ及び７０ｒｐｍで２時間回転させた
が、含水ゲル重合体は、ほとんど細分化できず水酸化ナ
トリウム水溶液が双腕ニーダーの下部に溜まっていたた
め、更に撹拌を２２時間継続したところ、下部の水酸化
ナトリウム水溶液がほぼ無くなっていたので回転を終了
した。このゲルを表面温度１５０℃の熱風乾燥機上に積
層し、約６０分間乾燥した。乾燥物を衝撃式の粉砕器を
用いて、１８〜１００メッシュに粉砕し、乾燥物の加圧
吸収量及び可溶性成分を測定した。

【００３５】比較例４ 比較例３で用いた双腕型ニーダーに、３〜８ｃｍに切断
した含水ゲル重合体（Ｂ）５００ｇと４８％の水酸化ナ
トリウム水溶液５５ｇを添加した。２本のシグマ型バネ
をそれぞれ５０ｒｐｍ及び７０ｒｐｍで撹拌させたが、
含水ゲル重合体は細分化できず一体化し、シグマ羽根に
ゲルが巻き付いた。２時間撹拌を続けたが水酸化ナトリ
ウム水溶液が双腕ニーダーの下部に溜まっていたため、
更に撹拌を２２時間継続したが、下部にまだ水酸化ナト
リウム水溶液が溜まっているのを確認したので中和を断
念した。

【００３６】実施例１、比較例１、３の加圧吸収量およ
び水可溶性成分、並びに実施例２、比較例２、４および
含水ゲル状重合体（Ｂ）の固有粘度を表１に示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】表１から、高吸水性樹脂においては、実施
例１では加圧吸収量が大きく水可溶性成分が小さいが、
比較例１、３では加圧吸収量が小さく水可溶性成分が大
きくポリマーの切断が起こっていることが分かる。ま
た、高分子凝集剤においては実施例２の固有粘度は含水
ゲル状重合体（Ｂ）の固有粘度とほとんど変わらない
が、比較例２の固有粘度は含水ゲル状重合（Ｂ）の固有
粘度より小さくなっており、やはりポリマーの切断が起
こっていることが分かる。また、比較例４では中和がで
きなかった。

【００３９】

【発明の効果】本発明の次のような特長および効果を有
する。 ゲルの押し出し、細断、混練の機能を有する一軸押出
機を使用することにより高粘弾性を有する酸型含水ゲル
重合体を短時間で均一に中和することができる。 短時間で中和できかつ中和時にゲルにかかるシアーも
低いため、中和時のポリマーの切断劣化等が起こらな
い。 含水ゲル重合体及び中和剤水溶液を連続的に供給する
ことにより、酸型含水ゲル重合体連続中和が可能であ
り、本発明の一軸混練機のサイズも小さくなるため、工
業的な大量生産に適している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−60630（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−144404（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−131209（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08F 6/02 C08F 8/00

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸型含水ゲル状重合体の中和を、一本の
   スクリュー、これと連結されたカッターおよび目皿を備
   えた、押出し、細断及び混練の機能を持つ一軸混練機で
   行うことを特徴とする、酸型含水ゲル状重合体の連続中
   和方法。
2. 【請求項２】 該一軸混練機の持つ機能が押し出し、細
   断、混練の順である請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 該一軸混練機が、ミートチョッパーに外
   層部を装着し、その内部にスクリューを入れ、スクリュ
   ーの片末端をモーターの回転部にはめ込み、スクリュー
   のもう一方の末端に回転式カッター及び目皿を装着した
   ものである請求項１または２記載の方法。
4. 【請求項４】 該一軸混練機を２基以上連結して中和を
   行う請求項１〜３いずれかに記載の方法。
5. 【請求項５】 該スクリューのピッチが、前部より後部
   の方が狭くなった構造を有するものである請求項１〜３
   いずれかに記載の方法。
6. 【請求項６】 該酸型含水ゲル状重合体が、カルボン酸
   基を有する重合性単量体を水溶液重合したゲルであるこ
   とを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の方法。
7. 【請求項７】 該酸型含水ゲル状重合体が、カルボン酸
   基を有する重合性単量体を架橋剤の存在下に水溶液重合
   したゲルであることを特徴とする請求項１〜６いずれか
   に記載の方法。
8. 【請求項８】 該酸型含水ゲル状重合体の弾性率が１
   ０，０００〜５，０００，０００ｄｙｎｅ／ｃｍ2であ
   る請求項１〜７いずれかに記載の方法。
9. 【請求項９】 該酸型含水ゲル状重合体の弾性率が５
   ０，０００〜３，０００，０００ｄｙｎｅ／ｃｍ2であ
   る請求項１〜８いずれかに記載の方法。
10. 【請求項１０】 中和を、アルカリ性物質の水溶液で行
    うことを特徴とする請求項１〜９いずれかに記載の方
    法。