JP3795210B2 - Method for producing water absorbent resin - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粘着性および弾力性に富む塊状の含水ゲル状架橋重合体を練り潰すことなく解砕することによって、吸水速度や吸水倍率に優れた吸水性樹脂を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水溶性エチレン性不飽和単量体を水溶液重合することにより、吸水性重合体として、含水ゲル状重合体が得られることはよく知られている。この含水ゲル状重合体は、半個体状で弾性に富むゲル状物であり、そのまま使用されることはほとんどなく、多くの場合、乾燥効率を高めるために、一旦、解砕されて解砕体とした後に、乾燥・粉砕される。その後、乾燥粉末状態となった上記含水ゲル状重合体の解砕体は、吸水性樹脂、すなわち吸水剤として使用される。
【０００３】
このような解砕・乾燥工程を含む吸水性樹脂の製造方法としては、たとえば、特公平１−３６０３９号公報に開示されている方法が挙げられる。この方法では、まず、含水ゲル状重合体を多孔板表面に実質的に接触して作動するカッターを備えたスクリュー押出機で押し出す。次に、押し出した含水ゲル状架橋重合体を離型剤で被覆しながら、上記カッターで切断し、小粒の解砕体とする。そして、この小粒となった解砕体を乾燥する。
【０００４】
通常、含水ゲル状重合体は粘着性が極めて大きいために、上記のようなスクリュー押出機で押し出して、上記カッターで切断する場合には、該含水ゲル状重合体が小粒の解砕体とはならず、小粒が前後に付着したような紐状の解砕体が得られるおそれがある。このような紐状の解砕体は、押し出し直後から乾燥初期までは、相互に接触した際にその粘着性のために強固な付着が生じて大きな塊状に凝集してしまう。
【０００５】
そこで、上記公報に開示されている方法では、上述したように、離型剤によって含水ゲル状重合体の表面を被覆して、上記の粘着性による付着を防止している。上記離型剤としては、たとえば、シリコン油、界面活性剤、ケイ酸微粉末などが用いられている。このような離型剤を用いた解砕方法を採用することによって、含水ゲル状重合体を良好に解砕することが可能となる。
【０００６】
同様の方法としては、特公平３−７３５７６号公報や特開平２−２４３６１号公報に開示されている。特公平３−７３５７６号公報の方法では、カッターを備えた押出機によって含水ゲル状重合体を真珠状顆粒（小粒）に解砕する点は、上記特公平１−３６０３９号公報とほぼ同様である。ただし、粘着防止剤（離型剤）として、水にほとんど、または全く溶解しないものを用いている点がこの方法の特徴点となっている。具体的には、上記粘着防止剤としては、２００〜４００℃の沸点範囲の石油留分、高級脂肪酸のグリセリド、または１０-5〜５×１０-3ｍ2 ／秒の粘度を有するメチルシリコーン油のうちの１つが用いられている。
【０００７】
一方、特開平２−２４３６１号公報の方法では、イオン性モノマーを含む水溶性エチレン性不飽和モノマー材料から得られる水膨潤性または水溶性ポリマー材料を糸状に紡糸（解砕工程に該当）し、その後に乾燥している。このとき、糸状の含水ゲル状重合体の表面には、対イオン性潤滑剤化合物が被覆されている。
【０００８】
このように、含水ゲル状重合体の表面に離型剤（粘着防止剤）が被覆されていると、離型剤の潤滑効果により、解砕後の含水ゲル状重合体が相互に付着することを回避することができる。そのため、解砕された含水ゲル状重合体の解砕体が再び大きな塊状に凝集することを抑制することができる。
【０００９】
ここで、上記含水ゲル状重合体を水溶液重合する際に、少量の架橋剤を添加しておくと、水溶性エチレン性不飽和単量体の重合体相互が架橋された含水ゲル状架橋重合体を得ることができる。このような架橋重合体を用いて吸水性樹脂を製造すると、得られる吸水性樹脂の吸水性能をより一層向上させることができる。それゆえ、吸水性樹脂の製造に際しては、上記のような含水ゲル状架橋重合体を用いることが特に好ましい。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来から、含水ゲル状重合体において、解砕前後での吸水性能に差が生じているか否かについてはほとんど考慮されていなかった。しかしながら、本発明者らの独自の研究結果により、特に、含水ゲル状重合体が含水ゲル状架橋重合体である場合、解砕方法によっては、得られる吸水性樹脂の吸水性能が低下することが見出された。
【００１１】
これは、解砕方法によっては、塊状の含水ゲル状架橋重合体が解砕時に練り潰され、該含水ゲル状架橋重合体に対して必要以上の機械的外力が加えられるためである。このような機械的外力が必要以上に加えられると、含水ゲル状架橋重合体の架橋重合鎖が切断されて分子量が低下し、水可溶性成分量が増大する。その結果、本来得られるはずの高性能の吸水性能を有する吸水性樹脂が得られず、低性能のものしか得られないという問題点を招来する。
【００１２】
上記各公報に開示されている解砕方法は、架橋されていない含水ゲル状重合体に対する技術である。そのため、含水ゲル状重合体内に架橋重合鎖が存在せず、上記のような解砕時における架橋重合鎖の切断を考慮する必要はない。しかしながら、より高い吸水性能を得るために、吸水性樹脂の製造に含水ゲル状架橋重合体を用いると、上記の各解砕方法は不適当なものとなる。
【００１３】
また、架橋されていない含水ゲル状重合体であっても、解砕時に必要以上の機械的外力が加えられると、重合鎖が切断されて、水可溶性成分量が増大するおそれがある。そのため、上記各公報に開示されている方法であっても、含水ゲル状重合体の解砕時には、該含水ゲル状重合体が練り潰されることをできる限り回避する必要がある。
【００１４】
さらに、良質の吸水性樹脂を得る場合には、含水ゲル状架橋重合体に気泡が含有されていることが特に好ましいが、上記の各解砕方法で加えられる機械的圧力により、この気泡が押し潰されてしまうという問題点も招来される。その結果、良好な吸水性樹脂を得ることがさらに困難となる。
【００１５】
一方、含水ゲル状重合体の解砕方法の１つとして、回転刃と固定刃との剪断による解砕方法が挙げられる。この方法では、回転刃と固定刃との剪断によって含水ゲル重合体を解砕し、その後所定の大きさの孔を有するスクリーンで分級する。この方法によって、機械的外力を抑制しながら含水ゲル状重合体を解砕し、一定の大きさの粒子状の解砕体とすることが、ある程度可能となる。
【００１６】
しかしながら、この方法を用いて含水ゲル状重合体の連続的な解砕を行う場合（連続方式）では、スクリーンから含水ゲル状重合体が排出される前に再凝集して塊状（団子状）になり、練り潰されてしまう。一方、回分方式の場合では、上記連続方式のように含水ゲル状重合体が解砕中に練り潰されることは回避される。しかしながら、得られる含水ゲル状重合体の解砕体の粒子の大きさが均一でなくなり、後の乾燥過程で均一な乾燥ができなくなる。
【００１７】
本発明は、上述した各問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、含水ゲル状架橋重合体を解砕する際に、含水ゲル状架橋重合体に対して必要以上の機械的外力が加わることを防止するとともに、良好かつ効率的に該含水ゲル状架橋重合体を解砕することによって、高品質の吸水性樹脂を製造する方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の吸水性樹脂の製造方法は、上記の課題を解決するために、固定刃と回転刃との剪断により含水ゲル状架橋重合体を連続的に解砕する工程を含む吸水性樹脂の製造方法において、上記含水ゲル状架橋重合体は、エチレン性不飽和単量体を架橋剤の存在下で水溶液重合させることにより得られ、上記エチレン性不飽和単量体が、アクリル酸系単量体であり、上記アクリル酸系単量体の中和率は５０モル％〜９９モル％の範囲内であり、上記架橋剤は、上記アクリル酸系単量体に対して、０．０００１モル％〜１０モル％の範囲内で使用され、上記水溶液重合により得られる含水ゲル状架橋重合体の含水率は１０〜９０％の範囲であり、解砕前または解砕時に、含水ゲル状架橋重合体に界面活性剤を添加することを特徴としている。
【００１９】
上記請求項１記載の方法によれば、含水ゲル状架橋重合体の解砕前または解砕時に界面活性剤を添加することによって、界面活性剤が含水ゲル状架橋重合体の表面に存在することになる。そのため、回転刃と固定刃とによる剪断で含水ゲル状架橋重合体を解砕する際に、上記界面活性剤の潤滑効果により、含水ゲル状架橋重合体が上記各刃から必要以上の機械的外力を受けることなく、より円滑に解砕される。
【００２０】
回転刃と固定刃との剪断は、通常でも含水ゲル状架橋重合体を円滑に解砕することが可能であるが、上記界面活性剤の効果によりさらに円滑な解砕が可能となる。したがって、含水ゲル状架橋重合体が練り潰されるようなことが回避され、架橋重合鎖がほとんど切断されない良質の解砕体を得ることができる。
【００２１】
さらに、解砕が円滑になされるため、得られる解砕体は、その粒子の大きさの分布が従来よりもシャープとなる。すなわち、解砕体の粒子の大きさは、非常に均一なものとなっている。そのため、解砕体を従来よりも均一に乾燥することが可能となるため、より高品質の吸水性樹脂を得ることができる。
【００２２】
しかも、解砕が円滑になされることから、解砕体の粒子の表面に凹凸が少なく平滑なものとなっている。すなわち、解砕体の粒子は、その表面積が小さくなっている。そのため、粘着性の高い含水ゲル状架橋重合体であっても、乾燥中に、解砕体の粒子同士が付着して凝集するようなことがなく、効率的な乾燥を可能とする。
【００２３】
本発明の請求項２記載の吸水性樹脂の製造方法は、上記の課題を解決するために、上記請求項１記載の方法に加えて、上記界面活性剤は、ポリプロピレングリコール、または、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールブロック共重合体の少なくとも一方であることを特徴としている。
【００２４】
上記請求項２記載の方法によれば、上記の何れかの界面活性剤を用いることで、含水ゲル状架橋重合体に添加する界面活性剤の量を少量とすることができる。そのため、製造コストの上昇を回避することができるとともに、得られる吸水性樹脂に対して、物性を阻害したり、安全性を低下させるなどの悪影響を回避することができる。
【００２５】
本発明の請求項３記載の吸水性樹脂の製造方法は、上記の課題を解決するために、上記請求項１または２記載の方法に加えて、上記界面活性剤の添加量は、含水ゲル状架橋重合体１００重量部に対して、０．００１重量部以上１０重量部以下の範囲内であることを特徴としている。
【００２６】
上記請求項３記載の方法によれば、添加される界面活性剤の添加量が上記の範囲内であれば、含水ゲル状架橋重合体の解砕時に潤滑効果を維持しつつ、得られる吸水性樹脂の物性を損なうことがなく、良好な解砕が可能となる。
【００２７】
本発明の請求項４記載の吸水性樹脂の製造方法は、上記の課題を解決するために、上記請求項１、２または３記載の方法に加えて、上記含水ゲル状架橋重合体は、解砕前に粗砕されていることを特徴としている。
【００２８】
上記請求項４記載の方法によれば、含水ゲル状架橋重合体があらかじめ粗砕されていることにより、含水ゲル状架橋重合体をより解砕し易くすることができるとともに、解砕処理の効率を向上させることができる。また、本発明の請求項５記載の吸水性樹脂の製造方法は、上記の課題を解決するために、上記含水ゲル状架橋重合体は、内部に気泡を含有していることを特徴としている。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について、図１ないし図３に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
本発明の吸水性樹脂の製造方法は、エチレン性不飽和単量体を微量の架橋剤の存在下で水溶液重合して得られる含水ゲル状架橋重合体を、乾燥のために解砕する際に、界面活性剤の存在下で、回転刃と固定刃との剪断により練り潰すことなく解砕する方法である。
【００３０】
上記含水ゲル状架橋重合体の原料として用いられるエチレン性不飽和単量体は、水溶性を有する単量体であり、具体的には、たとえば、（メタ）アクリル酸、β−アクリロイルオキシプロピオン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、２−（メタ）アクリロイルエタンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルプロパンスルホン酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、ビニルホスホン酸、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルリン酸、（メタ）アクリロキシアルカンスルホン酸などの酸基含有単量体、およびこれらのアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アルキルアミン塩；Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドなどのジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート類およびこれら四級化物（たとえば、アルキルハイドライドとの反応物、ジアルキル硫酸との反応物など）；ジアルキルアミノヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート類およびこれら四級化物；Ｎ−アルキルビニルピリジニウムハライド；ヒドロキシメチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチルメタアクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートなどのヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート；アクリルアミド、メタアクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ｎ−プロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド；２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレートなどのアルコキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート；ビニルピリジン、Ｎ−ビニルピリジン、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−アクリロイルピペリジン；Ｎ−ビニルアセトアミド；などが挙げられる。これらエチレン性不飽和単量体は、一種類のみを用いてもよく、また、二種類以上を適宜混合してもよい。
【００３１】
上記例示のエチレン性不飽和単量体のうち、アクリル酸塩系単量体を主成分として含む単量体を用いると、得られる含水ゲル状架橋重合体の吸水性能や安全性がより一層向上するので好ましい。ここで、アクリル酸塩系単量体とは、アクリル酸、および／またはアクリル酸の水溶性塩類を示す。
【００３２】
また、アクリル酸の水溶性塩類とは、中和率が３０モル％〜１００モル％の範囲内、好ましくは５０モル％〜９９モル％の範囲内であるアクリル酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、ヒドロキシアンモニウム塩、アミン塩、アルキルアミン塩を示す。上記例示の水溶性塩類のうち、ナトリウム塩およびカリウム塩がさらに好ましい。
【００３３】
これらアクリル酸塩系単量体は、単独で用いてもよく、また、二種類以上を併用してもよい。なお、吸水性樹脂の平均分子量（重合度）は、特に限定されるものではない。
【００３４】
上記エチレン性不飽和単量体を主成分として含む単量体組成物を、架橋剤の存在下で重合させることによって上記の含水ゲル状架橋重合体を得ることができるが、上記単量体組成物には、得られる含水ゲル状架橋重合体の親水性を阻害しない程度に、上記エチレン性不飽和単量体と共重合可能な他の単量体（共重合性モノマー）を含んでいてもよい。
【００３５】
上記の共重合性モノマーとしては、具体的には、たとえば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリル酸エステル類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどの疏水性単量体；などが挙げられる。これら共重合性モノマーは、単独で用いてもよく、また、二種類以上を適宜混合して用いてもよい。
【００３６】
また、上記単量体成分を重合させる際に用いられる架橋剤としては、たとえば、分子内にビニル基を複数有する化合物；分子内にカルボキシル基やスルホン酸基と反応することのできる官能基を複数含有する化合物；などが挙げられる。これら架橋剤は、単独で用いてもよく、また、二種類以上を併用してもよい。
【００３７】
分子内にビニル基を複数含有する化合物としては、具体的には、たとえば、Ｎ，Ｎ−メチレンビス（メタ）アクリルアミド、（ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート、グリセリンアクリレートメタクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジシアリルアクリルアミド、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルホスフェート、トリアリルアミン、ジアリルオキシ酢酸、Ｎ−メチル−Ｎ−ビニルアクリルアミド、ビス（Ｎ−ビニルカルボン酸アミド）、テトラアリロキシエタンなどのポリ（メタ）アリロキシアルカンなどが挙げられる。
【００３８】
分子内にカルボキシル基やスルホン酸基と反応することのできる官能基を複数有する化合物としては、（ポリ）エチレングリコール、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、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、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、ソルビトールなどの多価アルコール化合物；（ポリ）エチレングリコールジグリシジルエーテル、（ポリ）グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、（ポリ）プロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリシドールなどのエポキシ化合物；エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ポリアミドポリアミン、ポリエチレンイミンなどの多価アミン化合物、並びに、それら多価アミンとハロエポキシ化合物との縮合物；２，４−トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの多価イソシアネート化合物；１，２−エチレンビスオキサゾリンなどの多価オキサゾリン化合物；γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤；１，３−ジオキソラン−２−オン、４−メチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４，５−ジメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４，４、ジメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−エチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−ヒドロキシメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、１，３−ジオキサン−２−オン、４−メチル−１，３−ジオキサン−２−オン、４，６−ジメチル−１，３−ジオキサン−２−オン、１，３−ジオキソパン−２−オンなどのアルキレンカーボネート化合物；エピクロロヒドリンなどのハロエポキシ化合物；亜鉛、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、鉄、ジルコニウムなどの水酸化物あるいは塩化物などが挙げられる。
【００３９】
上記の架橋剤の使用量としては、特に限定されるものではないが、上記単量体成分に対して、０．０００１モル％〜１０モル％の範囲内であることが好ましく、０．００１モル％〜１モル％の範囲内であることがより好ましい。
【００４０】
本発明において、上記の単量体成分を重合する方法としては、水溶液重合や、バットやベルト上での静置重合、あるいはニーダー中での重合が挙げられる。この中でも、ベルト上での静置重合が好ましい。また、上記のエチレン性不飽和単量体を水溶液重合させる際には、連続式重合、または回分重合の何れかの方式を採用してもよく、また、常圧、減圧、加圧の何れの圧力下で実施してもよい。なお、重合反応は、窒素、ヘリウム、アルゴン、二酸化炭素などの不活性ガスの気流下で行うことが好ましい。
【００４１】
上記重合反応における重合開始時には、たとえば、重合開始剤、あるいは放射線や電子線、紫外線、電磁線などの活性化エネルギー線などを用いることができる。上記重合開始剤としては、具体的には、たとえば、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過酸化水素などの無機化合物；ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、クメンハイドロパーオキサイドなどの有機過酸化物；２，２’−アゾビス（Ｎ，Ｎ’−メチレンイソブチルアミジン）またはその塩、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオンアミジン）またはその塩、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）またはその塩、４，４’−アゾビス−４−シアノ吉草酸などのアゾ化合物；などのラジカル重合開始剤が挙げられる。
【００４２】
これら重合開始剤は、単独で用いてもよく、また、二種類以上を併用してもよい。また、重合開始剤として過酸化物を用いる場合には、たとえば、亜硫酸塩、重亜硫酸塩、Ｌ−アスコルビン酸などの還元剤を併用して酸化還元（レドックス）重合を行ってもよい。
【００４３】
本発明において、上記単量体成分を重合して得られる含水ゲル状架橋重合体は、内部に気泡を含有していると、得られる吸水性樹脂の吸水性能を向上させることができるので特に好ましい。内部に気泡を含有する含水ゲル状架橋重合体は、上記単量体成分を、気泡を含有するように、架橋剤の存在下で重合させることによって容易に得ることができる。このような重合方法としては、アゾ系開始剤の存在下での重合方法；発泡剤として炭酸塩（特開平５−２３７３７８号公報、特開平７−１８５３３１号公報）を用いての重合方法；ペンタンやトリフルオロエタン等の水に不溶な発泡剤をモノマー中に分散させての重合方法（米国特許第５３２８９３５号公報、米国特許第５３３８７６６号公報）；固体微粒子状発泡剤を用いての重合法（国際公開ＷＯ９６／１７８８４号公報）；界面活性剤の存在下に、不活性気体を分散させながら重合する方法；など、従来公知の種々の方法を採用することができる。
【００４４】
上記単量体成分を架橋剤の存在下で重合させる際には、溶媒として水を用いることが好ましい。つまり、上記単量体成分および架橋剤を水溶液とすることが好ましい。これは、得られる吸水性樹脂の吸水性能を向上させるとともに、発泡剤による発泡を効率的に行うためである。
【００４５】
上記水溶液（以下、単量体水溶液とする）中の単量体成分の濃度は、２０重量％〜６０重量％の範囲内がより好ましい。単量体成分の濃度が２０重量％未満の場合には、得られる吸水性樹脂の水可溶性成分量が増加するおそれがあるとともに、発泡剤による発泡が不十分となり、吸水速度を向上させることができなくなるおそれがある。一方、単量体成分の濃度が６０重量％を越える場合には、反応温度並びに発泡剤による発泡を制御することが困難となるおそれがある。
【００４６】
また、単量体水溶液の溶媒として、水と、水に可溶な有機溶媒とを併用することもできる。該有機溶媒としては、具体的には、たとえば、メチルアルコール、エチルアルコール、アセトン、ジメチルスルホキシド、エチレングリコールモノメチルエーテル、グリセリン、（ポリ）エチレングリコール、（ポリ）プロピレングリコール、アルキレンカーボネートなどが挙げられる。これら有機溶媒は、単独で用いてもよく、また、二種類以上を併用してもよい。
【００４７】
上記単量体水溶液に加えられる発泡剤は、該単量体水溶液に分散あるいは溶解するものを使用することができる。該発泡剤としては、具体的には、たとえば、ｎ−ペンタン、２−メチルプロパン、２，２−ジメチルプロパン、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、置換されたベンゼン、クロロメタン、クロロフルオロメタン、１，１，２−トリクロロトリフルオロメタン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリルなどの上記単量体水溶液に分散あるいは溶解する揮発性の有機化合物；重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムなどの炭酸塩；ドライアイス；アミノ基含有アゾ化合物のアクリル酸塩などが挙げられる。上記発泡剤は、単独で用いてもよく、二種類以上を併用してもよい。
【００４８】
単量体に対する発泡剤の使用量は、単量体および発泡剤の組み合わせなどに応じて適宜設定すればよく、特に限定されるものではない。しかしながら、単量体１００重量部に対して０．００１重量部〜１０重量部の範囲内であることがより好ましい。発泡剤の使用量が上記の範囲から外れると、得られる吸水性樹脂の吸水性能が不十分となるおそれがある。
【００４９】
上記のようにして得られた含水ゲル状架橋重合体の含水率は、一般に１０〜９０重量％の範囲であり、好ましくは２０〜８０重量％の範囲である。含水率が１０重量％未満では、含水ゲル状架橋重合体の解砕が困難となったり、気泡を含有する含水ゲルの場合、気泡が潰れてしまうことがある。また、含水率が９０重量％よりも高くなると、解砕後の乾燥に時間を要しすぎることになる。
【００５０】
得られた含水ゲル状架橋重合体は、乾燥のために解砕するが、この解砕前に粗砕しておくことが好ましい。粗砕方法としては、ニーダー、ギロチンカッター、スライサー、ロールカッター、シュレッダー、ハサミなどの各種の解砕手段を用いることができる。粗砕後、小塊状となった含水ゲル状架橋重合体の径の大きさとしては、５〜１００ｍｍの範囲内であり、好ましくは、５〜５０ｍｍの範囲内である。
【００５１】
上記径の大きさが５ｍｍよりも小さいと竪型切断機を用いる必要がなくなる。一方、上記径の大きさが１００ｍｍよりも大きいと、竪型切断機を用いて解砕することが困難となる。
【００５２】
本発明にかかる吸水性樹脂の製造方法では、吸水性樹脂は、好ましくは粗砕した上記含水ゲル状架橋重合体を解砕して、所定の大きさの含水ゲル状架橋重合体の解砕体（以下、含水ゲル解砕体と略す）とした後に乾燥することによって得られるが、上記の解砕は、界面活性剤の存在下、固定刃と回転刃との剪断によってなされる。
【００５３】
上記回転刃と固定刃とを備える解砕手段としては、竪型切断機（カッティングミルまたはロートプレックスともいう）を用いることができる。この竪型切断機により含水ゲル状架橋重合体を連続的に解砕する工程において、解砕前または解砕時に、該含水ゲル状架橋重合体に対して界面活性剤を添加する。
【００５４】
上記竪型切断機は、投入口および排出口を少なくとも備える解砕部を有している構成である。この竪型切断機では、含水ゲル状架橋重合体を上記投入口から解砕部へ少しずつ連続的に投入し、連続的に解砕する。このとき、後述する界面活性剤を同時に添加してもよく、また、投入される含水ゲル状架橋重合体に対してすでに界面活性剤が添加されていてもよい。そして、解砕されて得られる含水ゲル解砕体は排出口から排出される。なお、含水ゲル解砕体の排出は、ブロワーなどにより吸引しながらなされるとより効率的である。
【００５５】
上記のように、含水ゲル状架橋重合体の解砕は連続的に行われることが好ましい。これに対して、上記解砕を回分的に行うと、得られる含水ゲル解砕体の粒子の大きさが不均一となり、含水ゲル解砕体を均一に乾燥することができなくなるため好ましくない。
【００５６】
上記解砕部の構成について具体的に説明すると、図１（ａ）・（ｂ）に示すように、解砕部２は筒状のケーシング１１を有しており、このケーシング１１内、すなわち解砕部２内には、ケーシング１１の外壁に周方向に沿って固定された固定刃１３…が１〜４本（図１（ａ）・（ｂ）では３本）設けられている。また、ケーシング１１の中央部には、モーターで回転駆動する回転軸１６が設けられている。さらに、図１（ｂ）に示すように、解砕部２には、滞留域１７が設けられていてもよい。
【００５７】
この回転軸１６は、上記固定刃１３…に対して平行に設けられており、この回転軸１６の周りには、複数の回転刃１２…（通常、２〜５本、図１（ａ）・（ｂ）では３本）が互いに等間隔で、回転軸１６の径方向の外向きに設けられている。上記の固定刃１３…は、回転軸１６の軸方向に延びるように設けられている。そして、上記回転刃１２と固定刃１３とは、互いにその対抗面が一定の間隔を有して実質的に平行となっている。
【００５８】
上記回転刃１２と該回転刃１２に対向する固定刃１３との間隙は、０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることがより好ましい。上記間隙が０．１ｍｍよりも狭くなると、含水ゲル解砕体に余計な機械的外力が加えられ、該含水ゲル解砕体が練られてしまうおそれがある。また、回転刃１２が回転中に、固定刃１３と接触するおそれもある。
【００５９】
一方、上記回転刃１２と固定刃１３との間隙によって、含水ゲル解砕体の大きさが決定されるので、上記間隙が３ｍｍよりも広くなると、含水ゲル解砕体が大きめに解砕されることになり、含水ゲル状架橋重合体が解砕されにくくなる。
【００６０】
上記回転刃１２の周速は、０．１ｍ／秒以上５０ｍ／秒以下の範囲内であることが好ましく、１ｍ／秒以上２０ｍ／秒以下の範囲内であることがより好ましい。上記周速が０．１ｍ／秒よりも遅くなると、含水ゲル状架橋重合体の単位時間当たりの解砕量（処理量）が極端に低下するため好ましくない。一方、上記周速が５０ｍ／秒以上よりも速くなると、含水ゲル状解砕体がスクリーン１４から排出される前に再び付着して凝集が起こり、円滑な排出がなされなくなるため、製造効率を低下させることになり好ましくない。
【００６１】
本発明にかかる吸水性樹脂の製造方法では、上記のような構成を有する回転刃１２と固定刃１３との剪断によって、含水ゲル状架橋重合体が解砕されるが、上述したように、解砕前、あるいは解砕時に上記含水ゲル状架橋重合体に対して界面活性剤を添加する。
【００６２】
この界面活性剤は、含水ゲル状架橋重合体の表面に存在することが必要である。このように含水ゲル状架橋重合体の表面に界面活性剤が存在することで、該含水ゲル状架橋重合体の表面に対して表面処理を施すことができる。表面処理がなされた含水ゲル状架橋重合体は、界面活性剤の潤滑効果により、上記各刃から必要以上の機械的外力を受けることなく、円滑に解砕される。
【００６３】
そのため、上記界面活性剤は、含水ゲル状架橋重合体が回転刃１２と固定刃１３とによる剪断を受ける時点では、すでに、該含水ゲル状架橋重合体の表面上に存在している必要がある。それゆえ、界面活性剤は、含水ゲル状架橋重合体を粗砕する際や、含水ゲル状架橋重合体の粗砕後に添加されることが好ましい。あるいは、粗砕された含水ゲル状架橋重合体を解砕する際に、界面活性剤を同時に添加してもよい。
【００６４】
上記界面活性剤としては、たとえば、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、あるいは両性界面活性剤などを用いることができる。
【００６５】
上記界面活性剤のうち、アニオン性界面活性剤としては、具体的には、混合脂肪酸ナトリウム石けん、半硬化牛脂脂肪酸ナトリウム石けん、ステアリン酸ナトリウム石けん、オレイン酸カリウム石けん、ヒマシ油カリウム石けんなどの脂肪酸塩；ラウリル硫酸ナトリウム、高級アルコール硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸トリエタノールアミンなどのアルキル硫酸エステル塩；ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのアルキルベンゼンスルホン酸塩；アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウムなどのアルキルナフタレンスルホン酸塩；ジアルキルスルホコハク酸ナトリウムなどのアルキルスルホコハク酸塩；アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムなどのアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩；アルキルリン酸カリウムなどのアルキルリン酸塩；ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸トリエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸ナトリウムなどのポリオキシエチレンアルキル（またはアルキルアリル）硫酸エステル塩；特殊反応型アニオン界面活性剤；特殊カルボン酸型界面活性剤；β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩、特殊芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩などのナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物；特殊ポリカルボン酸型高分子界面活性剤；ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル；などが挙げられる。
【００６６】
また、ノニオン性界面活性剤としては、具体的には、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールブロック共重合体などのポリオレフィンオキサイド；ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレン高級アルコールエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル；ポリオキシエチレン誘導体；ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタントリステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタンセスキオレエート、ソルビタンジステアレートなどのソルビタン脂肪酸エステル；ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエートなどのポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル；テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビットなどのポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル；グリセロールモノステアレート、グリセロールモノオレエート、自己乳化型グリセロールモノステアレートなどのグリセリン脂肪酸エステル；ポリエチレングリコールモノラウレート、ポリエチレングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ポリエチレングリコールモノオレエートなどのポリオキシエチレン脂肪酸エステル；ポリオキシエチレンアルキルアミン；ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油；アルキルアルカノールアミド；などが挙げられる。
【００６７】
さらに、カチオン性界面活性剤および両性界面活性剤としては、具体的には、ココナットアミンアセテート、ステアリルアミンアセテートなどのアルキルアミン塩；ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、セチルトリメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライドなどの第四級アンモニウム塩；ラウリルベタイン、ステアリルベタイン、ラウリルカルボキシメチルヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタインなどのアルキルベタイン；ラウリルジメチルアミンオキサイドなどのアミンオキサイド；などが挙げられる。
【００６８】
上記各界面活性剤に加えて、さらに、フッ素系界面活性剤やシロキサン系界面活性剤を用いることも可能である。
【００６９】
上記各界面活性剤の中でも、特に好ましくは、ポリプロピレングリコールまたはポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールブロック共重合体である。これら界面活性剤は、含水ゲル状架橋重合体に添加する際の添加量が少量で済む。また、これら界面活性剤は、添加後に、含水ゲル状架橋重合体の表面に対して表面処理を施した状態でも、該含水ゲル状架橋重合体の物性（たとえば、加圧下吸水倍率など）を阻害することがない。さらに、これら界面活性剤は使用上の安全性が高いため好ましい。
【００７０】
上記界面活性剤の添加量は、含水ゲル状架橋重合体１００重量部に対し、０．００１〜１０重量部の範囲内であり、０．０１〜５重量部の範囲内が好ましく、０．１〜２重量部の範囲内がより好ましい。上記添加量が０．００１重量部よりも少ないと、解砕した含水ゲル解砕体が再凝集してしまう。一方、上記添加量が１０重量部よりも多いと、添加に見合う効果が得られないばかりか、最終製品の吸水性樹脂の物性を低下させるおそれがある。
【００７１】
上記のような構成を有する回転刃１２と固定刃１３との剪断では、通常でも含水ゲル状架橋重合体を円滑に解砕することが可能である。これに加えて、上記界面活性剤が添加されると、その潤滑効果によりさらに円滑な解砕が可能となる。したがって、含水ゲル状架橋重合体が練り潰されるようなことが回避され、架橋重合鎖がほとんど切断されない良質の含水ゲル解砕体を得ることができる。
【００７２】
さらに、解砕が円滑になされるため、得られる含水ゲル解砕体は、その粒子の大きさの分布が従来よりもシャープとなる。すなわち、含水ゲル解砕体の粒子の大きさは、非常に均一なものとなっている。そのため、含水ゲル解砕体を従来よりも均一に乾燥することが可能となるため、より高品質の吸水性樹脂を得ることができる。
【００７３】
しかも、解砕が円滑になされることから、含水ゲル解砕体の粒子の表面に凹凸が少なく平滑なものとなっている。すなわち、解砕体の粒子は、その表面積が小さくなっている。そのため、粘着性の高い含水ゲル状架橋重合体であっても、乾燥中に含水ゲル解砕体の粒子同士が付着して凝集するようなことがなく、効率的な乾燥を可能としている。
【００７４】
なお、図１（ａ）・（ｂ）に示すように、解砕部２には、プレカッター１５が備えられていてもよい。このプレカッター１５は、回転軸１６を中心として回転することにより、回転刃１２および固定刃１３により含水ゲル状架橋重合体が解砕される前に、該含水ゲル状架橋重合体を粗砕する。
【００７５】
このように、プレカッター１５で含水ゲル状架橋重合体を粗砕する場合は、界面活性剤は、この粗砕時に添加することが好ましい。粗砕前の塊状の含水ゲル状架橋重合体に対して先に界面活性剤を添加したとすると、プレカッター１５で粗砕した含水ゲル状架橋重合体の小塊の表面全体に界面活性剤が行き渡らなくなり、該界面活性剤による潤滑効果が十分に発揮できなくなるおそれがある。
【００７６】
一方、先に、含水ゲル状架橋重合体を他の解砕手段で粗砕する場合にも、上記のように粗砕時に界面活性剤を加えてもよいし、含水ゲル状架橋重合体を解砕部２で解砕する際に、同時に界面活性剤を添加してもよい。すなわち、回転刃１２と固定刃１３との剪断により含水ゲル状架橋重合体が解砕される時点で、該含水ゲル状架橋重合体の表面に界面活性剤が存在していればよい。
【００７７】
上記のようにして解砕された含水ゲル解砕体は、上記スクリーン１４によって、所定の大きさの粒子となるように分級される。このスクリーン１４は、図１（ｂ）に示すように、回転刃１２の外周側に円弧状に設けられているものであり、さらに、図１（ａ）に示すように、外周側全面に円状に設けられていることが特に好ましい。このように、スクリーン１４が回転刃１２の外周側に円弧状、特に全面に円状に設けられていると、解砕された含水ゲル解砕体が、回転刃１２により過剰な剪断や機械的外力を加えられることがなく、すぐに分級され、スクリーン１４外の排出口３から竪型切断機外へ排出されることになるため、良好な解砕が可能となる。
【００７８】
上記スクリーン１４としては、たとえば、図２に示すように、複数の孔１４ａ…が形成されているか、または、図３に示すように、格子状となって、孔１４ａ…が形成されている。孔１４ａの形状としては、円形であっても四角形や六角形などの角形形状であってもよく、特に限定されるものではない。上記孔１４ａの単位面積当たりの数としては、５０個／１００ｃｍ2 以上８００個／１００ｃｍ2 以下の範囲内であることが好ましい。孔１４ａの単位面積当たりの数が上記の範囲内から外れると、含水ゲル解砕体の分級が効果的に行われなくなるため好ましくない。
【００７９】
また、スクリーン１４における開孔率は、３０％以上６０％未満であることが好ましい。開口率が上記の範囲から外れると、やはり含水ゲル解砕体の分級が効果的に行われなくなるため好ましくない。なお、開孔率とは、スクリーン１４の全体の面積と、該スクリーン１４に形成された複数の孔１４ａ…の合計面積との割合を百分率で示したものである。
【００８０】
さらに、上記スクリーン１４は、テフロンコーティングされていることが好ましい。これによって、粘着性の高い含水ゲル状架橋重合体や含水ゲル解砕体がスクリーン１４に付着することを抑制することができる。そのため、スクリーン１４の目詰まりが回避され、より効率的な解砕が可能となる。
【００８１】
上記回転刃１２とスクリーン１４との間隙は、該回転刃１２とスクリーン１４とが接触しない程度のみの間隙であることが好ましい。具体的には、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲内であることが好ましく、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内がより好ましい。上記間隙が０．１ｍｍよりも狭くなると、含水ゲル解砕体に余計な機械的外力が加えられ、該含水ゲル解砕体が練り潰されるおそれがある。また、回転刃１２が回転中に、スクリーン１４と接触するおそれもある。一方、上記間隙が５ｍｍよりも広くなると、含水ゲル解砕体がスクリーン１４の外部へ排出されにくくなり、処理効率が低下する。
【００８２】
解砕されて分級された含水ゲル解砕体は、排出口３から吸引されて竪型切断機外へ排出されることがより一層好ましい。このような構成とすることで、含水ゲル解砕体がより竪型切断機外へ排出され易くなり、処理効率が向上する。本実施の形態では、含水ゲル解砕体の吸引は、上述したように、ブロワーによってなされる。
【００８３】
なお、本発明に用いられる回転刃と固定刃とを備える解砕手段は、上述した構成のような竪型切断機に限定されるものではなく、回転刃と固定刃とが備えられ、これら各刃の剪断により、含水ゲル状架橋重合体を解砕できるものであればよい。
【００８４】
このように、本発明にかかる吸水性樹脂の製造方法では、上記竪型切断機のように固定刃と回転刃とを備える解砕手段によって、含水ゲル状架橋重合体を連続的に解砕する際に、解砕前または解砕時に、該含水ゲル状架橋重合体に界面活性剤を添加する方法である。
【００８５】
そのため、含水ゲル状架橋重合体の解砕に際して、界面活性剤が該含水ゲル状架橋重合体の表面に存在することになり、この界面活性剤の潤滑効果により、含水ゲル状架橋重合体が上記各刃から必要以上の機械的外力を受けることを回避できる。その結果、含水ゲル状架橋重合体をより円滑に解砕することが可能となり、架橋重合鎖がほとんど切断されない良質の解砕体を得ることができる。
【００８６】
さらに、解砕が円滑になされるため、得られる含水ゲル解砕体の粒子の大きさが非常に均一なものとなるとともに、該粒子の表面は凹凸が少なく平滑なものとなっている。そのため、解砕体を従来よりも均一に乾燥することが可能となるため、より高品質の吸水性樹脂を得ることができる。
【００８７】
以上のような本発明にかかる製造方法により得られた吸水性樹脂は、優れた吸水性能によって、例えば、紙オムツや生理用ナプキン、失禁パッド、創傷保護材、創傷治癒材等の衛生材料（体液吸収物品）；ペット用の尿等の吸収物品；建材や土壌用保水材、止水材、パッキング材、ゲル水嚢等の土木建築用資材；ドリップ吸収材や鮮度保持材、保冷材等の食品用物品；油水分離材、結露防止材、凝固材等の各種産業用物品；植物や土壌等の保水材等の農園芸用物品等、種々の用途に好適に用いられるものとなっている。
【００８８】
【実施例】
本発明の吸水性樹脂の製造方法について以下の実施例に基づき、さらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００８９】
〔実施例１〕
６５％中和アクリル酸ナトリウム、およびポリエチレングリコールジアクリレート（平均エチレンオキサイドユニット数８）を０．０４モル％（対アクリル酸ナトリウム）含むモノマー水溶液を調製した。このときのアクリル酸ナトリウムの濃度は３５重量％であった。このモノマー水溶液に窒素を吹き込み、水溶液中の溶存酸素濃度を０．１ｐｐｍ以下とした。
【００９０】
ついで、水溶性アゾ系開始剤（和光純薬株式会社製；商品番号Ｖ−５０）０．０２ｇ／モル（対アクリル酸ナトリウムモノマー）、Ｌ−アスコルビン酸０．００２ｇ／モル（対アクリル酸ナトリウムモノマー）、過酸化水素０．００１ｇ／モル（対アクリル酸ナトリウムモノマー）を順番に添加し、重合を行った。重合開始温度は２２℃であり、１０分後温度は８０℃に達した。
【００９１】
重合後の含水ゲル状架橋重合体をギロチンカッターにより２５ｍｍ角に粗砕した。この粗砕した含水ゲル状架橋重合体に、分子量約３，０００のポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールブロック共重合体を０．３重量％（対固形分）添加し、上述した竪型切断機にて解砕した。回転刃の周速は６ｍ／秒であった。解砕された含水ゲル状架橋重合体を、直径５ｍｍの孔開きスクリーンを用いることにより、平均粒径１，８００μｍの平滑な面を有する透明な含水ゲル解砕体（１）を得た。
【００９２】
得られた含水ゲル解砕体（１）を、１６０℃で６５分間乾燥した後に、粉砕し、吸水性樹脂（１）を得た。この吸水性樹脂（１）の吸水倍率は６３倍であり、可溶分は９％であった。
【００９３】
〔実施例２〕
上記実施例１において、直径５ｍｍの孔開きスクリーンに変えて、直径３ｍｍの孔開きスクリーンを用いた以外は同様にして、平均粒径９４０μｍの含水ゲル解砕体（２）を得た。このときの処理量は、２００ｋｇ／時間であった。
【００９４】
得られた含水ゲル解砕体（２）を、１６０℃で６５分間乾燥した後に、粉砕し、吸水性樹脂（２）を得た。この吸水性樹脂（２）の吸水倍率は６２倍であり、可溶分は９．１％であった。
【００９５】
〔比較例１〕
上記実施例１において、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールブロック共重合体を添加しないこと以外は同様にして、含水ゲル状架橋重合体を解砕したところ、解砕当初は、解砕された含水ゲル解砕体がスクリーンから排出されたものの、約２分後に異音が生じ始め、すぐに含水ゲル解砕体が排出されなくなった。ホッパーを開けて解砕部内を観察したところ、解砕された含水ゲル解砕体が凝集し、塊状（団子状）となっていた。
【００９６】
〔比較例２〕
上記実施例１において、ギロチンカッターで粗砕した含水ゲル状架橋重合体を、直径９．５ｍｍの孔を有するダイスを備えたミートチョッパーにて押し出した。この押し出しによって上記含水ゲル解砕体を解砕し、平均粒径２，５００μｍで、表面にひだ状の凹凸を有する白色の比較含水ゲル解砕体を得た。
【００９７】
得られた比較含水ゲル解砕体を、１６０℃で６５分間乾燥した後に、粉砕し、比較吸水性樹脂を得た。この比較吸水性樹脂の吸水倍率は５９倍であり、可溶分は１０．１％であった。
【００９８】
このように本発明にかかる吸水性樹脂の製造方法では、含水ゲル状架橋重合体の解砕前または解砕時に界面活性剤を添加することにより、含水ゲル状架橋重合体を円滑に解砕している。そのため、含水ゲル状架橋重合体は解砕時に練り潰されることがない。その結果、得られる吸水性樹脂（１）・（２）は、従来の方法で得られる比較吸水性樹脂よりも可溶分が少なく、かつ、吸水性能に優れた高品質なものとすることができる。
【００９９】
また、本発明にかかる吸水性樹脂の製造方法により得られる含水ゲル解砕体（１）・（２）は、比較含水ゲル解砕体と比較して、その表面が平滑であり、かつ、表面積が小さいものとなっている。そのため、上記解砕体同士が粘着性のために固まるなどの問題点が回避される。それゆえ、比較例１のように、解砕体の凝集により、含水ゲル状架橋重合体が解砕されなくなるようなことが防止され、より効率的な解砕処理が可能となる。
【０１００】
さらに、上記含水ゲル解砕体の粒子の大きさは非常に均一であるため、解砕後の乾燥において、含水ゲル状架橋重合体を従来よりも均一に乾燥することができる。そのため、得られる吸水性樹脂を、より一層高品質なものとすることができる。
【０１０１】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の吸水性樹脂の製造方法は、以上のように、固定刃と回転刃との剪断により含水ゲル状架橋重合体を連続的に解砕する工程を含む吸水性樹脂の製造方法において、上記含水ゲル状架橋重合体は、エチレン性不飽和単量体を架橋剤の存在下で水溶液重合させることにより得られ、上記エチレン性不飽和単量体が、アクリル酸系単量体であり、上記アクリル酸系単量体の中和率は５０モル％〜９９モル％の範囲内であり、上記架橋剤は、上記アクリル酸系単量体に対して、０．０００１モル％〜１０モル％の範囲内で使用され、上記水溶液重合により得られる含水ゲル状架橋重合体の含水率は１０〜９０％の範囲であり、解砕前または解砕時に、含水ゲル状架橋重合体に界面活性剤を添加する方法である。
【０１０２】
それゆえ、上記方法では、含水ゲル状架橋重合体が練り潰されるようなことが回避され、架橋重合鎖がほとんど切断されない良質の解砕体を得ることができる。また、解砕が円滑になされるため、得られる解砕体の粒子の大きさは非常に均一なものとなっている。そのため、解砕体を従来よりも均一に乾燥することが可能となり、より高品質の吸水性樹脂を得ることができるという効果を奏する。
【０１０３】
しかも、解砕が円滑になされることから、解砕体の粒子の表面に凹凸が少なく平滑なものとなっている。すなわち、解砕体の粒子は、その表面積が小さくなっている。そのため、粘着性の高い含水ゲル状架橋重合体であっても、乾燥中に、解砕体の粒子同士が付着して凝集するようなことがなく、効率的な乾燥を可能とするという効果を奏する。
【０１０４】
本発明の請求項２記載の吸水性樹脂の製造方法は、以上のように、上記請求項１記載の方法に加えて、上記界面活性剤は、ポリプロピレングリコール、または、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールブロック共重合体の少なくとも一方である方法である。
【０１０５】
それゆえ、上記方法では、上記の何れかの界面活性剤を用いることで、含水ゲル状架橋重合体に添加する界面活性剤の量を少量とすることができる。そのため、製造コストの上昇を回避することができるとともに、得られる吸水性樹脂に対して、物性を阻害したり、安全性を低下させるなどの悪影響を回避するできるという効果を奏する。
【０１０６】
本発明の請求項３記載の吸水性樹脂の製造方法は、以上のように、上記請求項１または２記載の方法に加えて、上記界面活性剤の添加量は、含水ゲル状架橋重合体１００重量部に対して、０．００１重量部以上１０重量部以下の範囲内である方法である。
【０１０７】
それゆえ、上記方法では、含水ゲル状架橋重合体の解砕時に潤滑効果を維持しつつ、得られる吸水性樹脂の物性を損なうことがなく、良好に解砕できる効果を奏する。
【０１０８】
本発明の請求項４記載の吸水性樹脂の製造方法は、以上のように、上記請求項１、２または３記載の方法に加えて、上記含水ゲル状架橋重合体は、解砕前に粗砕されている方法である。
【０１０９】
それゆえ、上記方法では、含水ゲル状架橋重合体をより解砕し易くすることができるとともに、解砕処理の効率を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の実施の一形態にかかる竪型切断機における解砕部の内部構造を示す断面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）に示す竪型切断機における解砕部の内部構造の他の例を示す断面図である。
【図２】図１（ａ）・図１（ｂ）に示す竪型切断機におけるスクリーンの構成を示す説明図である。
【図３】図１（ａ）・図１（ｂ）に示す竪型切断機におけるスクリーンの他の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
２ 解砕部
１２ 回転刃
１３ 固定刃
１４ スクリーン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a water-absorbing resin excellent in water absorption rate and water absorption rate by crushing a massive hydrogel crosslinked polymer having high adhesiveness and elasticity without crushing.
[0002]
[Prior art]
It is well known that a water-containing gel-like polymer can be obtained as a water-absorbing polymer by aqueous polymerization of a water-soluble ethylenically unsaturated monomer. This water-containing gel-like polymer is a semi-solid and elastic gel material, and is rarely used as it is. In many cases, it is once crushed and crushed to increase the drying efficiency. Then, it is dried and crushed. Thereafter, the crushed product of the water-containing gel polymer in a dry powder state is used as a water absorbent resin, that is, a water absorbent.
[0003]
Examples of a method for producing a water-absorbing resin including such a crushing / drying step include a method disclosed in Japanese Patent Publication No. 1-36039. In this method, first, the hydrogel polymer is extruded by a screw extruder equipped with a cutter that operates by substantially contacting the surface of the perforated plate. Next, while covering the extruded hydrogel crosslinked polymer with a release agent, it is cut with the above-mentioned cutter to obtain a small-sized crushed material. And the crushed body which became this small particle | grain is dried.
[0004]
Usually, since the water-containing gel-like polymer is extremely sticky, when it is extruded with a screw extruder as described above and cut with the above-mentioned cutter, the water-containing gel-like polymer is a small crushed material. In addition, there is a possibility that a string-like crushed body in which small particles adhere to the front and rear is obtained. Such a string-like crushed object is agglomerated into a large lump due to its adhesiveness when it is brought into contact with each other from just after extrusion until the beginning of drying.
[0005]
Therefore, in the method disclosed in the above publication, as described above, the surface of the hydrogel polymer is coated with a release agent to prevent the adhesion due to the above-mentioned adhesiveness. As the mold release agent, for example, silicon oil, surfactant, fine silicate powder, etc. are used. By employing such a crushing method using a release agent, it is possible to satisfactorily crush the hydrogel polymer.
[0006]
Similar methods are disclosed in JP-B-3-73576 and JP-A-2-24361. In the method of Japanese Examined Patent Publication No. 3-73576, the point that the hydrogel polymer is crushed into pearl granules (small granules) by an extruder equipped with a cutter is almost the same as the above Japanese Patent Publication No. 1-336039. . However, a feature of this method is that an anti-tack agent (release agent) that is hardly or not dissolved in water is used. Specifically, examples of the anti-adhesive agent include petroleum fractions having a boiling range of 200 to 400 ° C., glycerides of higher fatty acids, or 10-Five~ 5x10-3m2One of the methyl silicone oils with a viscosity of / sec is used.
[0007]
On the other hand, in the method of JP-A-2-24361, a water-swellable or water-soluble polymer material obtained from a water-soluble ethylenically unsaturated monomer material containing an ionic monomer is spun into a filament (corresponding to a crushing step), Then it is dry. At this time, the surface of the thread-like hydrogel polymer is coated with a counterionic lubricant compound.
[0008]
Thus, when the release agent (anti-tacking agent) is coated on the surface of the hydrogel polymer, the hydrogel polymer after pulverization adheres to each other due to the lubricating effect of the release agent. Can be avoided. Therefore, it is possible to prevent the crushed hydrogel polymer pulverized product from agglomerating again into a large lump.
[0009]
Here, when the aqueous gel polymer is polymerized in an aqueous solution, if a small amount of a crosslinking agent is added, the water-soluble ethylenically unsaturated monomer polymer is crosslinked with each other. Can be obtained. When a water-absorbing resin is produced using such a crosslinked polymer, the water-absorbing performance of the obtained water-absorbing resin can be further improved. Therefore, in the production of the water-absorbent resin, it is particularly preferable to use the water-containing gel-like crosslinked polymer as described above.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventionally, little consideration has been given to whether or not there is a difference in water absorption performance before and after crushing in the hydrogel polymer. However, according to the original research results of the present inventors, particularly when the water-containing gel-like polymer is a water-containing gel-like cross-linked polymer, depending on the crushing method, the water-absorbing performance of the resulting water-absorbent resin may be reduced. It was found.
[0011]
This is because, depending on the pulverization method, the massive hydrogel crosslinked polymer is crushed at the time of pulverization, and an excessive mechanical external force is applied to the hydrogel crosslinked polymer. When such mechanical external force is applied more than necessary, the crosslinked polymer chain of the hydrogel crosslinked polymer is broken, the molecular weight is lowered, and the amount of water-soluble components is increased. As a result, a water-absorbing resin having high-performance water-absorbing performance that should be originally obtained cannot be obtained, and only a low-performance resin can be obtained.
[0012]
The crushing method disclosed in each of the above publications is a technique for a hydrogel polymer that is not crosslinked. Therefore, there is no cross-linked polymer chain in the hydrogel polymer, and there is no need to consider the break of the cross-linked polymer chain at the time of crushing as described above. However, when a water-containing gel-like cross-linked polymer is used in the production of a water-absorbing resin in order to obtain higher water absorption performance, each of the above-mentioned crushing methods becomes unsuitable.
[0013]
Moreover, even if it is a non-crosslinked hydrogel polymer, if a mechanical external force more than necessary is applied at the time of crushing, the polymer chain may be cleaved and the amount of water-soluble components may increase. Therefore, even if it is the method currently disclosed by said each gazette, it is necessary to avoid that this hydrogel polymer is crushed as much as possible at the time of crushing of a hydrogel polymer.
[0014]
Furthermore, when obtaining a good quality water-absorbent resin, it is particularly preferable that the water-containing gel-like crosslinked polymer contains bubbles, but these bubbles are pushed by the mechanical pressure applied in each of the above-mentioned crushing methods. The problem of being crushed is also invited. As a result, it becomes more difficult to obtain a good water absorbent resin.
[0015]
On the other hand, one of the methods for crushing the hydrogel polymer is a crushing method by shearing between a rotary blade and a fixed blade. In this method, the hydrogel polymer is crushed by shearing with a rotary blade and a fixed blade, and then classified with a screen having holes of a predetermined size. By this method, it is possible to some extent to crush the hydrogel polymer while suppressing the mechanical external force to obtain a granular crushed material of a certain size.
[0016]
However, in the case where the hydrogel polymer is continuously crushed using this method (continuous method), the hydrogel polymer is re-agglomerated before the hydrogel polymer is discharged from the screen to form a lump (dumpling). Will be crushed. On the other hand, in the case of the batch method, it is avoided that the hydrogel polymer is crushed during the crushing as in the continuous method. However, the size of the particles of the resulting hydrogel polymer disintegration is not uniform, and uniform drying cannot be performed in the subsequent drying process.
[0017]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide mechanical properties more than necessary for the hydrogel crosslinked polymer when crushing the hydrogel crosslinked polymer. An object of the present invention is to provide a method for producing a high-quality water-absorbent resin by preventing external force from being applied and crushing the hydrated gel-like crosslinked polymer in a good and efficient manner.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
  The method for producing a water-absorbent resin according to claim 1 of the present invention includes a step of continuously crushing the hydrogel crosslinked polymer by shearing with a fixed blade and a rotary blade in order to solve the above-mentioned problem. In the method for producing a water absorbent resin,The hydrogel crosslinked polymer is obtained by polymerizing an ethylenically unsaturated monomer in an aqueous solution in the presence of a crosslinking agent, and the ethylenically unsaturated monomer is an acrylic monomer. The neutralization rate of the acrylic monomer is in the range of 50 mol% to 99 mol%,The crosslinking agent is used within a range of 0.0001 mol% to 10 mol% with respect to the acrylic acid monomer,The water content of the hydrogel crosslinked polymer obtained by the aqueous solution polymerization is in the range of 10 to 90%,It is characterized by adding a surfactant to the hydrogel crosslinked polymer before or during crushing.
[0019]
According to the method of claim 1, the surfactant is present on the surface of the hydrogel cross-linked polymer by adding a surfactant before or during crushing of the hydrogel cross-linked polymer. become. Therefore, when the hydrogel crosslinked polymer is crushed by shearing with a rotary blade and a fixed blade, the hydrogel crosslinked polymer is more than necessary from each blade due to the lubricating effect of the surfactant. It is crushed more smoothly without receiving.
[0020]
The shear between the rotary blade and the fixed blade can normally smoothly crush the hydrogel crosslinked polymer, but smoother crushing is possible due to the effect of the surfactant. Therefore, the hydrated gel-like cross-linked polymer is avoided from being crushed, and a high-quality crushed product in which the cross-linked polymer chain is hardly broken can be obtained.
[0021]
Furthermore, since crushing is performed smoothly, the resulting crushed body has a sharper particle size distribution than before. That is, the size of the particles of the crushed material is very uniform. Therefore, since the crushed body can be dried more uniformly than before, a higher quality water-absorbing resin can be obtained.
[0022]
And since crushing is made smoothly, there are few unevenness | corrugations on the surface of the particle | grains of a crushing body, and it is smooth. That is, the surface area of the crushed particles is small. Therefore, even if it is a hydrous gel-like crosslinked polymer with high adhesiveness, particles of the crushed material do not adhere and aggregate during drying, and efficient drying is possible.
[0023]
In order to solve the above-mentioned problem, the method for producing a water-absorbent resin according to claim 2 of the present invention, in addition to the method according to claim 1, is characterized in that the surfactant is polypropylene glycol or polyethylene glycol- It is characterized by being at least one of polypropylene glycol block copolymers.
[0024]
According to the method of claim 2, the amount of the surfactant added to the hydrogel crosslinked polymer can be reduced by using any of the above surfactants. Therefore, an increase in manufacturing cost can be avoided, and adverse effects such as inhibiting physical properties and reducing safety can be avoided with respect to the obtained water absorbent resin.
[0025]
In order to solve the above-mentioned problems, the method for producing a water-absorbent resin according to claim 3 of the present invention, in addition to the method according to claim 1 or 2, is characterized in that the addition amount of the surfactant is a hydrogel form. It is characterized by being in the range of 0.001 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the crosslinked polymer.
[0026]
According to the method of claim 3, if the amount of the surfactant to be added is within the above range, the water absorption obtained while maintaining the lubricating effect when the hydrogel crosslinked polymer is crushed. Good crushing is possible without impairing the physical properties of the resin.
[0027]
In order to solve the above-mentioned problems, the method for producing a water-absorbent resin according to claim 4 of the present invention, in addition to the method according to claim 1, 2, or 3, is characterized in that the hydrogel crosslinked polymer is It is characterized by being crushed before crushing.
[0028]
  Claim 4 aboveAccording to the described method, the hydrogel crosslinked polymer is preliminarily crushed so that the hydrogel crosslinked polymer can be more easily crushed and the efficiency of the pulverization treatment can be improved. Can do.Moreover, in order to solve said subject, the manufacturing method of the water absorbing resin of Claim 5 of this invention is characterized by the said water-containing gel-like crosslinked polymer containing a bubble inside.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Note that the present invention is not limited to this.
The method for producing a water-absorbent resin of the present invention is carried out when a hydrogel crosslinked polymer obtained by aqueous polymerization of an ethylenically unsaturated monomer in the presence of a trace amount of a crosslinking agent is crushed for drying. In this method, crushing is performed in the presence of a surfactant without being crushed by shearing between a rotary blade and a fixed blade.
[0030]
The ethylenically unsaturated monomer used as a raw material for the hydrogel crosslinked polymer is a monomer having water solubility, and specifically, for example, (meth) acrylic acid, β-acryloyloxypropionic acid. , Maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, crotonic acid, itaconic acid, cinnamic acid, 2- (meth) acryloylethanesulfonic acid, 2- (meth) acryloylpropanesulfonic acid, 2- (meth) acrylamide-2- Acid group-containing monomers such as methylpropanesulfonic acid, vinylsulfonic acid, styrenesulfonic acid, allylsulfonic acid, vinylphosphonic acid, 2- (meth) acryloyloxyethylphosphoric acid, (meth) acryloxyalkanesulfonic acid, and These alkali metal salts, alkaline earth metal salts, ammonium salts, alkylamine salts; N, N-di Dialkylaminoalkyl (meth) acrylates such as tilaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide and the quaternized compounds thereof (for example, alkyl Reaction products with hydride, reaction products with dialkyl sulfuric acid, etc.); dialkylaminohydroxyalkyl (meth) acrylates and their quaternization products; N-alkylvinylpyridinium halides; hydroxymethyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate , Hydroxyalkyl (meth) acrylates such as 2-hydroxypropyl (meth) acrylate; acrylamide, methacrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, Nn-propyl (meth) Acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, alkoxy polyethylene glycol such as methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate (Meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate; vinyl pyridine, N-vinyl pyridine, N-vinyl pyrrolidone, N-acryloyl piperidine; N-vinyl acetamide; Only one kind of these ethylenically unsaturated monomers may be used, or two or more kinds may be appropriately mixed.
[0031]
Among the ethylenically unsaturated monomers exemplified above, when a monomer containing an acrylate monomer as a main component is used, the water absorption performance and safety of the resulting hydrogel crosslinked polymer are further improved. This is preferable. Here, the acrylate monomer refers to acrylic acid and / or water-soluble salts of acrylic acid.
[0032]
The water-soluble salts of acrylic acid are alkali metal salts and alkaline earths of acrylic acid having a neutralization rate in the range of 30 mol% to 100 mol%, preferably in the range of 50 mol% to 99 mol%. Metal salt, ammonium salt, hydroxyammonium salt, amine salt, alkylamine salt are shown. Of the water-soluble salts exemplified above, sodium salts and potassium salts are more preferable.
[0033]
These acrylate monomers may be used alone or in combination of two or more. In addition, the average molecular weight (degree of polymerization) of the water absorbent resin is not particularly limited.
[0034]
The above water-containing gel-like crosslinked polymer can be obtained by polymerizing the monomer composition containing the ethylenically unsaturated monomer as a main component in the presence of a crosslinking agent. The product may contain other monomer (copolymerizable monomer) copolymerizable with the ethylenically unsaturated monomer to such an extent that the hydrophilicity of the resulting hydrogel crosslinked polymer is not inhibited. Good.
[0035]
Specific examples of the copolymerizable monomer include (meth) acrylic acid esters such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, and butyl (meth) acrylate; vinyl acetate, vinyl propionate, and the like. And the like. These copolymerizable monomers may be used alone or in combination of two or more.
[0036]
Examples of the crosslinking agent used in polymerizing the monomer component include a compound having a plurality of vinyl groups in the molecule; a plurality of functional groups capable of reacting with a carboxyl group or a sulfonic acid group in the molecule. And the like. These crosslinking agents may be used alone or in combination of two or more.
[0037]
Specific examples of the compound containing 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). Acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, glycerin tri (meth) acrylate, glycerin acrylate methacrylate, ethylene oxide modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate , Dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, N, N-disialylacrylamide, triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, triallyl phosphate, tria Triethanolamine, diallyloxyacetic acid, N- methyl -N- vinyl acrylamide, bis (N- vinylcarboxamides), such as poly (meth) allyloxy alkanes, such as tetraallyloxyethane, and the like.
[0038]
As a compound having a plurality of functional groups capable of reacting with a carboxyl group or a sulfonic acid group in the molecule, (poly) ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene 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, 1,5-pentanediol 1,6-hexanediol, 1,2-cyclohexanedimethanol, 1,2-cyclohexanol, trimethylolpropane, diethanolamine, triethanolamine, polyoxypropylene, oxyethyleneoxypropylene block copolymer, Polyhydric alcohol compounds such as intererythritol and sorbitol; Epoxy compounds such as (poly) ethylene glycol diglycidyl ether, (poly) glycerol polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, (poly) propylene glycol diglycidyl ether, glycidol; ethylenediamine , Diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, polyamidepolyamine, polyethyleneimine, and other polyvalent amine compounds, and condensates of these polyvalent amines with haloepoxy compounds; 2,4-tolylene diisocyanate, Polyvalent isocyanate compounds such as hexamethylene diisocyanate; polyvalent oxazoline compounds such as 1,2-ethylenebisoxazoline Silane coupling agents such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and γ-aminopropyltrimethoxysilane; 1,3-dioxolan-2-one, 4-methyl-1,3-dioxolan-2-one, 4 , 5-dimethyl-1,3-dioxolan-2-one, 4,4, dimethyl-1,3-dioxolan-2-one, 4-ethyl-1,3-dioxolan-2-one, 4-hydroxymethyl- 1,3-dioxolan-2-one, 1,3-dioxan-2-one, 4-methyl-1,3-dioxan-2-one, 4,6-dimethyl-1,3-dioxan-2-one, Alkylene carbonate compounds such as 1,3-dioxopan-2-one; haloepoxy compounds such as epichlorohydrin; zinc, calcium, magnesium, aluminum, iron, di Koniumu like hydroxides or chlorides, such as.
[0039]
The amount of the crosslinking agent used is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.0001 mol% to 10 mol% with respect to the monomer component, and 0.001 mol. More preferably, it is in the range of% to 1 mol%.
[0040]
In the present invention, examples of the method for polymerizing the monomer components include aqueous solution polymerization, standing polymerization on a bat or belt, or polymerization in a kneader. Among these, stationary polymerization on a belt is preferable. In addition, when the above ethylenically unsaturated monomer is polymerized in an aqueous solution, any one of continuous polymerization or batch polymerization may be employed, and any of normal pressure, reduced pressure, and pressurized pressure may be employed. You may implement under pressure. The polymerization reaction is preferably carried out under an inert gas stream such as nitrogen, helium, argon, carbon dioxide.
[0041]
At the start of polymerization in the polymerization reaction, for example, a polymerization initiator or activation energy rays such as radiation, electron beam, ultraviolet ray, electromagnetic ray, or the like can be used. Specific examples of the polymerization initiator include inorganic compounds such as sodium persulfate, ammonium persulfate, potassium persulfate, and hydrogen peroxide; t-butyl hydroperoxide, benzoyl peroxide, cumene hydroperoxide, and the like. Organic peroxide; 2,2′-azobis (N, N′-methyleneisobutylamidine) or a salt thereof, 2,2′-azobis (2-methylpropionamidine) or a salt thereof, 2,2′-azobis (2 -Amidinopropane) or a salt thereof, and an azo compound such as 4,4′-azobis-4-cyanovaleric acid;
[0042]
These polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more. Moreover, when using a peroxide as a polymerization initiator, you may perform oxidation-reduction (redox) polymerization using reducing agents, such as a sulfite, a bisulfite, and L-ascorbic acid, for example.
[0043]
In the present invention, the water-containing gel-like cross-linked polymer obtained by polymerizing the monomer component is particularly preferable because it can improve the water absorption performance of the resulting water-absorbent resin if it contains bubbles. . The water-containing gel-like crosslinked polymer containing bubbles inside can be easily obtained by polymerizing the monomer component in the presence of a crosslinking agent so as to contain bubbles. As such a polymerization method, a polymerization method in the presence of an azo initiator; a polymerization method using carbonates (JP-A-5-237378 and JP-A-7-185331) as a foaming agent; pentane Polymerization method in which a water-insoluble blowing agent such as trifluoroethane is dispersed in a monomer (US Pat. No. 5,328,935, US Pat. No. 5,338,766); polymerization method using a solid particulate foaming agent ( Internationally known WO96 / 17884); various conventional methods such as a method of polymerizing while dispersing an inert gas in the presence of a surfactant;
[0044]
When the monomer component is polymerized in the presence of a crosslinking agent, it is preferable to use water as a solvent. That is, it is preferable to make the monomer component and the crosslinking agent into an aqueous solution. This is for improving the water absorption performance of the water-absorbing resin to be obtained and efficiently performing foaming with the foaming agent.
[0045]
The concentration of the monomer component in the aqueous solution (hereinafter referred to as the monomer aqueous solution) is more preferably in the range of 20 wt% to 60 wt%. When the concentration of the monomer component is less than 20% by weight, the water-soluble component amount of the resulting water-absorbent resin may increase, and foaming by the foaming agent may be insufficient, thereby improving the water absorption rate. There is a risk that it will not be possible. On the other hand, when the concentration of the monomer component exceeds 60% by weight, it may be difficult to control the reaction temperature and foaming by the foaming agent.
[0046]
Moreover, water and the organic solvent soluble in water can also be used together as a solvent of monomer aqueous solution. Specific examples of the organic solvent include methyl alcohol, ethyl alcohol, acetone, dimethyl sulfoxide, ethylene glycol monomethyl ether, glycerin, (poly) ethylene glycol, (poly) propylene glycol, and alkylene carbonate. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
[0047]
As the foaming agent added to the monomer aqueous solution, one that is dispersed or dissolved in the monomer aqueous solution can be used. Specific examples of the blowing agent include n-pentane, 2-methylpropane, 2,2-dimethylpropane, hexane, heptane, benzene, substituted benzene, chloromethane, chlorofluoromethane, 1,1. Volatile organic compounds that are dispersed or dissolved in the above monomer aqueous solution such as, 2-trichlorotrifluoromethane, methanol, ethanol, isopropanol, acetone, azodicarbonamide, azobisisobutyronitrile; sodium bicarbonate, ammonium carbonate, Examples thereof include carbonates such as ammonium bicarbonate, ammonium nitrite, basic magnesium carbonate, and calcium carbonate; dry ice; and acrylates of amino group-containing azo compounds. The said foaming agent may be used independently and may use 2 or more types together.
[0048]
What is necessary is just to set suitably the usage-amount of the foaming agent with respect to a monomer according to the combination of a monomer and a foaming agent, etc., and it is not specifically limited. However, it is more preferable that it is in the range of 0.001 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the monomer. When the amount of the foaming agent used is out of the above range, the water absorbing performance of the obtained water absorbent resin may be insufficient.
[0049]
The water content of the water-containing gel-like crosslinked polymer obtained as described above is generally in the range of 10 to 90% by weight, and preferably in the range of 20 to 80% by weight. When the water content is less than 10% by weight, it is difficult to disintegrate the water-containing gel-like crosslinked polymer, or in the case of a water-containing gel containing air bubbles, the air bubbles may be crushed. On the other hand, if the water content is higher than 90% by weight, it takes too much time for drying after crushing.
[0050]
The obtained hydrogel crosslinked polymer is crushed for drying, but is preferably crushed before the pulverization. As the crushing method, various crushing means such as a kneader, a guillotine cutter, a slicer, a roll cutter, a shredder, and scissors can be used. The size of the diameter of the hydrogel crosslinked polymer that has become a small lump after coarse crushing is in the range of 5 to 100 mm, and preferably in the range of 5 to 50 mm.
[0051]
When the size of the diameter is smaller than 5 mm, it is not necessary to use a vertical cutter. On the other hand, when the size of the diameter is larger than 100 mm, it is difficult to crush using a scissors-type cutting machine.
[0052]
In the method for producing a water-absorbent resin according to the present invention, the water-absorbent resin is preferably a crushed hydrated gel-like crosslinked polymer of a predetermined size by crushing the crushed hydrated gel-like crosslinked polymer. Although it is obtained by drying after making it into (hereinafter abbreviated as hydrous gel crushed material), the above-mentioned crushing is performed by shearing between a fixed blade and a rotary blade in the presence of a surfactant.
[0053]
As the crushing means including the rotary blade and the fixed blade, a scissors-type cutting machine (also called a cutting mill or a rotoplex) can be used. In the step of continuously crushing the hydrogel crosslinked polymer with this scissor-type cutting machine, a surfactant is added to the hydrogel crosslinked polymer before or during crushing.
[0054]
The vertical cutter has a crushing unit having at least an input port and a discharge port. In this vertical cutting machine, the water-containing gel-like cross-linked polymer is continuously fed little by little into the crushing part from the above-mentioned inlet and continuously crushed. At this time, a surfactant described later may be added at the same time, or the surfactant may already be added to the hydrated gel-like crosslinked polymer to be charged. And the hydrogel crushed body obtained by pulverization is discharged | emitted from a discharge port. In addition, discharge | emission of a hydrogel disintegration body is more efficient if it is made | formed, sucking with a blower etc.
[0055]
As described above, it is preferable that the hydrogel crosslinked polymer is crushed continuously. On the other hand, when the above-mentioned crushing is carried out batchwise, the size of the particles of the obtained hydrogel crushed material becomes non-uniform and the hydrated gel crushed material cannot be dried uniformly, which is not preferable.
[0056]
The configuration of the crushing part will be described in detail. As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the crushing part 2 has a cylindrical casing 11, and the inside of the casing 11, that is, the crushing part. 1 to 4 fixed blades 13 fixed to the outer wall of the casing 11 along the circumferential direction are provided in the crushing portion 2 (three in FIGS. 1A and 1B). A rotating shaft 16 that is driven to rotate by a motor is provided at the center of the casing 11. Furthermore, as shown in FIG.1 (b), the crushing part 2 may be provided with the retention zone 17. As shown in FIG.
[0057]
The rotary shaft 16 is provided in parallel with the fixed blades 13... Around the rotary shaft 16 (normally 2 to 5 blades, FIG. In (b), three are provided at equal intervals and outward in the radial direction of the rotating shaft 16. The fixed blades 13 are provided so as to extend in the axial direction of the rotary shaft 16. The rotating blade 12 and the fixed blade 13 are substantially parallel to each other with their fixed surfaces facing each other.
[0058]
The gap between the rotary blade 12 and the fixed blade 13 facing the rotary blade 12 is preferably 0.1 mm or greater and 3 mm or less, and more preferably 0.5 mm or greater and 2 mm or less. When the gap is narrower than 0.1 mm, an extra mechanical external force is applied to the hydrogel crushed body, and the hydrogel crushed body may be kneaded. Further, there is a possibility that the rotary blade 12 may come into contact with the fixed blade 13 while rotating.
[0059]
On the other hand, since the size of the hydrogel crushed body is determined by the gap between the rotary blade 12 and the fixed blade 13, when the gap becomes larger than 3 mm, the hydrogel crushed body is crushed larger. As a result, the water-containing gel-like cross-linked polymer is hardly crushed.
[0060]
The peripheral speed of the rotary blade 12 is preferably in the range of 0.1 m / second to 50 m / second, and more preferably in the range of 1 m / second to 20 m / second. If the peripheral speed is slower than 0.1 m / sec, the crushed amount (processing amount) per unit time of the hydrogel crosslinked polymer is extremely lowered, which is not preferable. On the other hand, when the peripheral speed is faster than 50 m / sec or more, the hydrogel crushed material adheres again before being discharged from the screen 14 and agglomeration occurs, so that smooth discharge cannot be performed. This is not preferable.
[0061]
In the method for producing a water-absorbent resin according to the present invention, the hydrogel crosslinked polymer is crushed by shearing between the rotary blade 12 and the fixed blade 13 having the above-described configuration. A surfactant is added to the hydrated gel-like crosslinked polymer before crushing or during crushing.
[0062]
This surfactant needs to be present on the surface of the hydrogel crosslinked polymer. Thus, surface treatment can be performed with respect to the surface of this water-containing gel-like crosslinked polymer because surfactant exists in the surface of a water-containing gel-like crosslinked polymer. The hydrogel crosslinked polymer subjected to the surface treatment is smoothly crushed without receiving an excessive mechanical external force from each of the blades due to the lubricating effect of the surfactant.
[0063]
Therefore, the surfactant needs to be already present on the surface of the hydrogel crosslinked polymer when the hydrogel crosslinked polymer is sheared by the rotary blade 12 and the fixed blade 13. . Therefore, the surfactant is preferably added when the hydrogel crosslinked polymer is crushed or after the hydrogel crosslinked polymer is crushed. Alternatively, a surfactant may be added at the same time when the crushed hydrogel crosslinked polymer is crushed.
[0064]
As the surfactant, for example, an anionic surfactant, a nonionic surfactant, a cationic surfactant, or an amphoteric surfactant can be used.
[0065]
Among the above surfactants, as anionic surfactants, specifically, fatty acid salts such as mixed fatty acid sodium soap, semi-cured tallow fatty acid sodium soap, sodium stearate soap, potassium oleate soap, castor oil potassium soap, etc. Alkyl sulfonates such as sodium lauryl sulfate, higher alcohol sodium sulfate, triethanolamine lauryl sulfate; alkyl benzene sulfonates such as sodium dodecylbenzene sulfonate; alkyl naphthalene sulfonates such as sodium alkyl naphthalene sulfonate; dialkyl sulfosuccinic acid Alkyl sulfosuccinates such as sodium; alkyl diphenyl ether disulfonates such as sodium alkyl diphenyl ether disulfonate; Polyoxyethylene alkyl (or alkyl) such as sodium polyoxyethylene lauryl ether sulfate, polyoxyethylene alkyl ether sodium sulfate, polyoxyethylene alkyl ether sulfate triethanolamine, polyoxyethylene alkyl phenyl ether sodium sulfate Allyl) sulfate ester salt; special reaction type anionic surfactant; special carboxylic acid type surfactant; sodium salt of β-naphthalenesulfonic acid formalin condensate, naphthalenesulfonic acid such as sodium salt of special aromatic sulfonic acid formalin condensate Formalin condensate; special polycarboxylic acid type polymer surfactant; polyoxyethylene alkyl phosphate ester; and the like.
[0066]
Specific examples of the nonionic surfactant include polyolefin oxides such as polypropylene glycol and polyethylene glycol-polypropylene glycol block copolymers; polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, Polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene oleyl ether and polyoxyethylene higher alcohol ether, polyoxyethylene alkyl aryl ethers such as polyoxyethylene nonylphenyl ether; polyoxyethylene derivatives; sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, Sorbitan monostearate, sorbitan tristearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate Sorbitan fatty acid esters such as sorbitan sesquioleate and sorbitan distearate; polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan tristearate, Polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as polyoxyethylene sorbitan monooleate and polyoxyethylene sorbitan trioleate; polyoxyethylene sorbitol fatty acid esters such as polyoxyethylene sorbitol tetraoleate; glycerol monostearate, glycerol monooleate, self Glycerin fatty acid esters such as emulsified glycerol monostearate; Polyethylene glycol monolaure DOO, polyethylene glycol monostearate, polyethylene glycol distearate, polyoxyethylene fatty acid esters such as polyethylene glycol monooleate; polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene hardened castor oil, alkyl alkanolamide; and the like.
[0067]
Further, specific examples of the cationic surfactant and amphoteric surfactant include alkylamine salts such as coconut amine acetate and stearylamine acetate; lauryltrimethylammonium chloride, stearyltrimethylammonium chloride, cetyltrimethylammonium chloride, Quaternary ammonium salts such as stearyldimethylammonium chloride and alkylbenzyldimethylammonium chloride; alkylbetaines such as laurylbetaine, stearylbetaine, laurylcarboxymethylhydroxyethylimidazolinium betaine; amine oxides such as lauryldimethylamine oxide; It is done.
[0068]
In addition to the above surfactants, it is also possible to use a fluorine-based surfactant or a siloxane-based surfactant.
[0069]
Among the above surfactants, polypropylene glycol or a polyethylene glycol-polypropylene glycol block copolymer is particularly preferable. These surfactants need only be added in a small amount when added to the hydrogel crosslinked polymer. In addition, these surfactants inhibit the physical properties (for example, water absorption capacity under pressure) of the hydrogel crosslinked polymer even when the surface of the hydrogel crosslinked polymer is surface-treated after addition. There is nothing to do. Furthermore, these surfactants are preferable because of high safety in use.
[0070]
The addition amount of the surfactant is within the range of 0.001 to 10 parts by weight, preferably within the range of 0.01 to 5 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the hydrogel crosslinked polymer. More preferably within the range of ˜2 parts by weight. When the said addition amount is less than 0.001 weight part, the crushed hydrogel crushed material will reagglomerate. On the other hand, when the addition amount is more than 10 parts by weight, not only an effect commensurate with the addition cannot be obtained, but also the physical properties of the water absorbent resin of the final product may be lowered.
[0071]
In the shearing between the rotary blade 12 and the fixed blade 13 having the above-described configuration, it is possible to smoothly disintegrate the hydrogel crosslinked polymer even in normal cases. In addition to this, when the surfactant is added, smoother crushing is possible due to its lubricating effect. Therefore, the hydrated gel-like crosslinked polymer is avoided from being crushed, and a high-quality hydrated gel crushed material in which the crosslinked polymer chain is hardly broken can be obtained.
[0072]
Furthermore, since the pulverization is smoothly performed, the obtained hydrogel crushed material has a sharper particle size distribution than before. That is, the size of the particles of the hydrogel crushed material is very uniform. Therefore, since the hydrogel crushed material can be dried more uniformly than before, a higher quality water-absorbing resin can be obtained.
[0073]
And since crushing is made | formed smoothly, there are few unevenness | corrugations on the surface of the particle | grains of a hydrogel crushed object, and it is smooth. That is, the surface area of the crushed particles is small. Therefore, even if it is a water-containing gel-like cross-linked polymer with high tackiness, the particles of the water-containing gel crushed material do not adhere and aggregate during drying, enabling efficient drying.
[0074]
As shown in FIGS. 1A and 1B, the crushing unit 2 may be provided with a pre-cutter 15. The pre-cutter 15 is rotated about the rotating shaft 16 so that the hydrogel crosslinked polymer is coarsely crushed before the hydrogel crosslinked polymer is crushed by the rotary blade 12 and the fixed blade 13. .
[0075]
Thus, when the hydrogel crosslinked polymer is roughly crushed by the pre-cutter 15, the surfactant is preferably added at the time of this pulverization. Assuming that the surfactant is added to the bulk hydrogel crosslinked polymer before crushing, the surfactant is applied to the entire surface of the small mass of the hydrogel crosslinked polymer crushed by the pre-cutter 15. There is a risk that the lubricating effect of the surfactant cannot be sufficiently exhibited.
[0076]
On the other hand, when the hydrogel crosslinked polymer is first crushed by other crushing means, a surfactant may be added during the crushing as described above, or the hydrogel crosslinked polymer may be dissolved. When crushing in the crushing part 2, you may add surfactant simultaneously. That is, it is sufficient that a surfactant is present on the surface of the hydrogel crosslinked polymer when the hydrogel crosslinked polymer is crushed by shearing between the rotary blade 12 and the fixed blade 13.
[0077]
The hydrogel crushed material crushed as described above is classified by the screen 14 so as to become particles of a predetermined size. The screen 14 is provided in an arc shape on the outer peripheral side of the rotary blade 12 as shown in FIG. 1B. Further, as shown in FIG. It is particularly preferable that they are provided in a shape. As described above, when the screen 14 is provided in an arc shape on the outer peripheral side of the rotary blade 12, particularly in a circular shape on the entire surface, the crushed hydrogel crushed material is excessively sheared or mechanically separated by the rotary blade 12. Since no external force is applied, classification is performed immediately, and the material is discharged from the discharge port 3 outside the screen 14 to the outside of the vertical cutter, so that good crushing is possible.
[0078]
As the screen 14, for example, a plurality of holes 14 a... Are formed as shown in FIG. 2 or a lattice 14 is formed as shown in FIG. The shape of the hole 14a may be a circular shape or a square shape such as a quadrangle or a hexagon, and is not particularly limited. The number of the holes 14a per unit area is 50/100 cm.2More than 800 pieces / 100cm2It is preferable to be within the following range. If the number per unit area of the holes 14a is out of the above range, it is not preferable because classification of the hydrogel crushed material is not performed effectively.
[0079]
Moreover, it is preferable that the aperture ratio in the screen 14 is 30% or more and less than 60%. If the aperture ratio is out of the above range, it is not preferable because classification of the hydrogel crushed material is not performed effectively. The hole area ratio is a percentage of the total area of the screen 14 and the total area of the plurality of holes 14a formed in the screen 14.
[0080]
Further, the screen 14 is preferably Teflon-coated. Thereby, it is possible to suppress adhesion of the water-containing gel-like crosslinked polymer or the water-containing gel crushed material with high adhesion to the screen 14. Therefore, clogging of the screen 14 is avoided and more efficient crushing is possible.
[0081]
It is preferable that the gap between the rotary blade 12 and the screen 14 is a gap that does not contact the rotary blade 12 and the screen 14. Specifically, it is preferably in the range of 0.1 mm to 5 mm, and more preferably in the range of 0.5 mm to 3 mm. When the gap is smaller than 0.1 mm, an extra mechanical external force is applied to the hydrogel crushed body, and the hydrogel crushed body may be crushed. Further, there is a possibility that the rotary blade 12 may come into contact with the screen 14 while rotating. On the other hand, if the gap is larger than 5 mm, the hydrogel crushed material becomes difficult to be discharged to the outside of the screen 14, and the processing efficiency is lowered.
[0082]
More preferably, the hydrogel crushed material that has been crushed and classified is sucked from the discharge port 3 and discharged out of the vertical cutter. By setting it as such a structure, it becomes easy to discharge | emit a hydrogel disintegration body out of a vertical-type cutting machine, and processing efficiency improves. In the present embodiment, the suction of the hydrogel crushed material is performed by the blower as described above.
[0083]
In addition, the crushing means provided with the rotary blade and the fixed blade used in the present invention is not limited to the scissors-type cutting machine having the above-described configuration, and includes a rotary blade and a fixed blade. What is necessary is just to be able to crush the hydrogel crosslinked polymer by shearing of the blade.
[0084]
Thus, in the method for producing a water-absorbent resin according to the present invention, the hydrogel crosslinked polymer is continuously crushed by the crushing means having the fixed blade and the rotary blade as in the vertical cutter. In this case, a surfactant is added to the hydrogel crosslinked polymer before or during crushing.
[0085]
Therefore, when the hydrogel crosslinked polymer is crushed, the surfactant is present on the surface of the hydrogel crosslinked polymer, and due to the lubricating effect of this surfactant, the hydrogel crosslinked polymer is It is possible to avoid receiving excessive mechanical external force from each blade. As a result, the hydrogel crosslinked polymer can be crushed more smoothly, and a high-quality crushed body in which the crosslinked polymer chain is hardly broken can be obtained.
[0086]
Furthermore, since crushing is performed smoothly, the size of the particles of the obtained hydrogel crushed material becomes very uniform, and the surface of the particles is smooth with few irregularities. Therefore, since the crushed body can be dried more uniformly than before, a higher quality water-absorbing resin can be obtained.
[0087]
The water-absorbent resin obtained by the production method according to the present invention as described above has excellent water-absorbing performance, for example, sanitary materials (body fluids) such as paper diapers, sanitary napkins, incontinence pads, wound protection materials, and wound healing materials Absorbing articles); Absorbing articles such as urine for pets; Construction materials such as water retaining materials for soil, water-stopping materials, packing materials, gel water sacs, etc .; Foods such as drip absorbing materials, freshness-keeping materials, and cold insulation materials Articles for industrial use; various industrial articles such as oil / water separators, anti-condensation materials, coagulants, etc .; agricultural and horticultural articles such as water-retaining materials such as plants and soils.
[0088]
【Example】
Although the manufacturing method of the water absorbing resin of this invention is demonstrated more concretely based on the following examples, this invention is not limited by these Examples.
[0089]
[Example 1]
A monomer aqueous solution containing 65% neutralized sodium acrylate and 0.04 mol% (based on sodium acrylate) of polyethylene glycol diacrylate (average number of ethylene oxide units 8) was prepared. At this time, the concentration of sodium acrylate was 35% by weight. Nitrogen was blown into the aqueous monomer solution to adjust the dissolved oxygen concentration in the aqueous solution to 0.1 ppm or less.
[0090]
Subsequently, a water-soluble azo initiator (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd .; product number V-50) 0.02 g / mol (for sodium acrylate monomer), L-ascorbic acid 0.002 g / mol (for sodium acrylate monomer) ), 0.001 g / mol of hydrogen peroxide (to the sodium acrylate monomer) was added in order, and polymerization was carried out. The polymerization initiation temperature was 22 ° C., and the temperature reached 80 ° C. after 10 minutes.
[0091]
The hydrogel crosslinked polymer after polymerization was roughly crushed into 25 mm squares using a guillotine cutter. To this coarsely crushed hydrogel crosslinked polymer, a polyethylene glycol-polypropylene glycol block copolymer having a molecular weight of about 3,000 was added in an amount of 0.3% by weight (based on solid content), and was dissolved by the above-described scissor-type cutting machine. Crushed. The peripheral speed of the rotary blade was 6 m / sec. By using a perforated screen having a diameter of 5 mm for the crushed hydrogel crosslinked polymer, a transparent hydrogel crushed body (1) having a smooth surface with an average particle diameter of 1,800 μm was obtained.
[0092]
The obtained hydrogel disintegrated body (1) was dried at 160 ° C. for 65 minutes and then pulverized to obtain a water absorbent resin (1). This water absorbent resin (1) had a water absorption ratio of 63 times and a soluble content of 9%.
[0093]
[Example 2]
In Example 1, a hydrogel crushed material (2) having an average particle size of 940 μm was obtained in the same manner except that a perforated screen having a diameter of 3 mm was used instead of the perforated screen having a diameter of 5 mm. The throughput at this time was 200 kg / hour.
[0094]
The obtained hydrogel crushed material (2) was dried at 160 ° C. for 65 minutes and then pulverized to obtain a water absorbent resin (2). This water absorbent resin (2) had a water absorption ratio of 62 times and a soluble content of 9.1%.
[0095]
[Comparative Example 1]
In Example 1, when the hydrogel crosslinked polymer was crushed in the same manner except that the polyethylene glycol-polypropylene glycol block copolymer was not added, the crushed hydrogel was first crushed. Although the body was discharged from the screen, an abnormal noise began to occur after about 2 minutes, and the hydrogel disintegrated body was not immediately discharged. When the hopper was opened and the inside of the pulverized portion was observed, the crushed hydrogel crushed material was agglomerated and formed into a lump (dumpling shape).
[0096]
[Comparative Example 2]
In Example 1, the hydrogel crosslinked polymer roughly crushed with a guillotine cutter was extruded with a meat chopper equipped with a die having a hole having a diameter of 9.5 mm. By this extrusion, the hydrated gel crushed product was crushed to obtain a white comparative hydrated gel crushed product having an average particle diameter of 2,500 μm and pleated irregularities on the surface.
[0097]
The obtained comparative hydrous crushed material was dried at 160 ° C. for 65 minutes and then pulverized to obtain a comparative water-absorbent resin. This comparative water-absorbent resin had a water absorption ratio of 59 times and a soluble content of 10.1%.
[0098]
As described above, in the method for producing a water-absorbent resin according to the present invention, the hydrogel crosslinked polymer is smoothly crushed by adding a surfactant before or during pulverization of the hydrogel crosslinked polymer. ing. Therefore, the hydrogel crosslinked polymer is not crushed during crushing. As a result, the water-absorbing resins (1) and (2) obtained should have a high quality with less soluble content and superior water-absorbing performance than the comparative water-absorbing resins obtained by conventional methods. it can.
[0099]
Further, the hydrogel crushed bodies (1) and (2) obtained by the method for producing a water absorbent resin according to the present invention have a smooth surface and a surface area as compared with the comparative hydrogel crushed bodies. Is small. Therefore, the problem that the said crushed objects harden | cure because of adhesiveness is avoided. Therefore, as in Comparative Example 1, it is prevented that the hydrogel crosslinked polymer is not crushed due to aggregation of the crushed material, and a more efficient pulverization treatment is possible.
[0100]
Furthermore, since the size of the particles of the hydrated gel pulverized product is very uniform, the hydrated gel-like crosslinked polymer can be dried more uniformly than before in the drying after pulverization. Therefore, the water absorbent resin obtained can be made even higher quality.
[0101]
【The invention's effect】
  As described above, the method for producing a water absorbent resin according to claim 1 of the present invention includes a step of continuously crushing the hydrogel crosslinked polymer by shearing with a fixed blade and a rotary blade. In the manufacturing method,The hydrogel crosslinked polymer is obtained by polymerizing an ethylenically unsaturated monomer in an aqueous solution in the presence of a crosslinking agent, and the ethylenically unsaturated monomer is an acrylic monomer. The neutralization rate of the acrylic monomer is in the range of 50 mol% to 99 mol%,The crosslinking agent is used within a range of 0.0001 mol% to 10 mol% with respect to the acrylic acid monomer,The water content of the hydrogel crosslinked polymer obtained by the aqueous solution polymerization is in the range of 10 to 90%,In this method, a surfactant is added to the hydrogel crosslinked polymer before or during crushing.
[0102]
Therefore, in the above method, the hydrated gel-like cross-linked polymer is avoided from being crushed, and a high-quality crushed product in which the cross-linked polymer chain is hardly broken can be obtained. Moreover, since the crushing is performed smoothly, the size of the particles of the obtained crushed material is very uniform. Therefore, it becomes possible to dry a crushed body more uniformly than before, and there is an effect that a higher quality water absorbent resin can be obtained.
[0103]
And since crushing is made smoothly, there are few unevenness | corrugations on the surface of the particle | grains of a crushing body, and it is smooth. That is, the surface area of the crushed particles is small. Therefore, even if it is a highly water-containing gel-like cross-linked polymer, the particles of the crushed material do not adhere and aggregate during drying, and the effect of enabling efficient drying is achieved. Play.
[0104]
As described above, in the method for producing a water-absorbent resin according to claim 2 of the present invention, in addition to the method according to claim 1, the surfactant is a polypropylene glycol or a polyethylene glycol-polypropylene glycol block copolymer. It is a method that is at least one of the polymers.
[0105]
Therefore, in the above method, by using any of the above surfactants, the amount of the surfactant added to the hydrogel crosslinked polymer can be reduced. Therefore, it is possible to avoid an increase in manufacturing cost and to avoid adverse effects such as inhibiting physical properties and lowering safety with respect to the obtained water absorbent resin.
[0106]
The method for producing a water-absorbent resin according to claim 3 of the present invention, as described above, in addition to the method according to claim 1 or 2, the amount of the surfactant added is the hydrogel crosslinked polymer 100. This is a method in the range of 0.001 to 10 parts by weight with respect to parts by weight.
[0107]
Therefore, the above method has an effect of being able to be crushed well without impairing the physical properties of the obtained water-absorbent resin while maintaining the lubricating effect when the hydrated gel-like crosslinked polymer is crushed.
[0108]
As described above, the method for producing a water-absorbent resin according to claim 4 of the present invention, in addition to the method according to claim 1, 2, or 3, the hydrated gel-like crosslinked polymer is roughened before crushing. It is a crushed method.
[0109]
Therefore, in the above method, the hydrogel crosslinked polymer can be easily crushed, and the efficiency of the pulverization treatment can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (a) is a cross-sectional view showing the internal structure of a crushing portion in a vertical cutter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 (b) is a vertical mold shown in FIG. 1 (a). It is sectional drawing which shows the other example of the internal structure of the crushing part in a cutting machine.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration of a screen in the scissors-type cutting machine shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b).
FIG. 3 is an explanatory diagram showing another configuration of the screen in the scissor-type cutting machine shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b).
[Explanation of symbols]
2 Crushing part
12 Rotating blade
13 Fixed blade
14 screens

Claims (5)

固定刃と回転刃との剪断により含水ゲル状架橋重合体を連続的に解砕する工程を含む吸水性樹脂の製造方法において、
上記含水ゲル状架橋重合体は、エチレン性不飽和単量体を架橋剤の存在下で水溶液重合させることにより得られ、
上記エチレン性不飽和単量体が、アクリル酸系単量体であり、
上記アクリル酸系単量体の中和率は５０モル％〜９９モル％の範囲内であり、
上記架橋剤は、上記アクリル酸系単量体に対して、０．０００１モル％〜１０モル％の範囲内で使用され、
上記水溶液重合により得られる含水ゲル状架橋重合体の含水率は１０〜９０％の範囲であり、
解砕前または解砕時に、含水ゲル状架橋重合体に界面活性剤を添加することを特徴とする吸水性樹脂の製造方法。In a method for producing a water-absorbent resin comprising a step of continuously crushing a hydrogel crosslinked polymer by shearing with a fixed blade and a rotary blade,
The hydrogel crosslinked polymer is obtained by polymerizing an ethylenically unsaturated monomer in an aqueous solution in the presence of a crosslinking agent,
The ethylenically unsaturated monomer is an acrylic acid monomer,
The neutralization rate of the acrylic monomer is in the range of 50 mol% to 99 mol%,
The crosslinking agent is used within a range of 0.0001 mol% to 10 mol% with respect to the acrylic acid monomer,
The water content of the hydrogel crosslinked polymer obtained by the aqueous solution polymerization is in the range of 10 to 90%,
A method for producing a water-absorbent resin, comprising adding a surfactant to a hydrogel crosslinked polymer before or during crushing. 上記界面活性剤は、ポリプロピレングリコール、または、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールブロック共重合体の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１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 surfactant is at least one of polypropylene glycol or a polyethylene glycol-polypropylene glycol block copolymer. 上記界面活性剤は、含水ゲル状架橋重合体１００重量部に対して、０．００１重量部以上１０重量部以下の範囲内であることを特徴とする請求項１または２に記載の吸水性樹脂の製造方法。  The water-absorbent resin according to claim 1 or 2, wherein the surfactant is in the range of 0.001 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the hydrogel crosslinked polymer. Manufacturing method. 上記含水ゲル状架橋重合体は、解砕前に粗砕されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の吸水性樹脂の製造方法。  The method for producing a water-absorbent resin according to any one of claims 1 to 3, wherein the hydrated gel-like crosslinked polymer is crushed before crushing. 上記含水ゲル状架橋重合体は、内部に気泡を含有していることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の吸水性樹脂の製造方法。  The method for producing a water-absorbent resin according to any one of claims 1 to 4, wherein the water-containing gel-like crosslinked polymer contains bubbles therein.
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