JP4379071B2 - Method for producing water-absorbing material - Google Patents

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Description

本特許は、吸水性樹脂および繊維からなる吸収性材料の製造方法に関する。さらに詳しくは、吸水性樹脂が高密度、高強度に繊維に固定化されており、さらに柔軟性も併せ持つ吸水性材料の製造法に関するものである。本発明の吸水性材料は、使い捨ておむつ、生理用品などの衛生材料、廃水などの吸収材、保持材などの産業用資材の吸収性コアなどとして好適に使用できる。   This patent relates to a method for producing an absorbent material comprising a water absorbent resin and fibers. More specifically, the present invention relates to a method for producing a water-absorbing material in which a water-absorbing resin is fixed to a fiber with high density and high strength and also has flexibility. The water-absorbing material of the present invention can be suitably used as an absorbent core for industrial materials such as sanitary materials such as disposable diapers and sanitary products, absorbent materials such as waste water, and holding materials.

使い捨ておむつ、生理用品などの吸収性物品に吸収性コアとして用いられる吸収性材料は、体液などの液体を迅速に吸収して吸収性材料全体に拡散させる機能とともに、吸収性材料内に保持する機能を有することが求められている。また、この種の吸収性材料は、その着用者の快適性を確保するために柔軟性を有することが求められている。さらには、輸送や取り扱い上のコストを削減するために、吸収性材料はより薄型化することが求められている。   Absorbent materials used as absorbent cores in absorbent articles such as disposable diapers and sanitary products are capable of quickly absorbing liquids such as body fluids and diffusing them throughout the absorbent material, as well as holding them in the absorbent material It is required to have. Moreover, this kind of absorptive material is calculated | required to have a softness | flexibility, in order to ensure the wearer's comfort. Furthermore, in order to reduce transportation and handling costs, the absorbent material is required to be thinner.

これらの吸収特性や柔軟性に関する要求を満たすものとして、吸水性樹脂とパルプなどの繊維からなる吸収性コアが広く知られている。一般に吸水性樹脂は大量の液体を吸収し、保持することができるが、その吸収速度はさほど速くない。一方、パルプなどの繊維は液体の吸収能力はさほど大きくないが、その吸収速度、拡散速度は比較的大きい。従って液体が吸収性物品に放出された際、液体は先ず吸収速度の速いパルプにより吸収、拡散させられ、その後、パルプにより吸収、拡散された液体を吸水性樹脂がゆっくり吸収して保持するように吸水性コアは設計されている。   Absorbent cores composed of a water-absorbent resin and fibers such as pulp are widely known as satisfying these requirements regarding absorption characteristics and flexibility. In general, a water-absorbing resin can absorb and retain a large amount of liquid, but its absorption rate is not so fast. On the other hand, fibers such as pulp do not have a large liquid absorption capacity, but their absorption rate and diffusion rate are relatively high. Therefore, when the liquid is released to the absorbent article, the liquid is first absorbed and diffused by the pulp having a high absorption rate, and then the water absorbent resin slowly absorbs and holds the liquid absorbed and diffused by the pulp. The absorbent core is designed.

一方薄型化の要求を満たすためには、吸水性コアの液体吸収能力を確保するために、吸収能力を決めている吸収性樹脂の含量を維持したままパルプの含量を減らすこと(すなわち吸水性樹脂の高濃度化)が求められる。しかしながら、パルプの少量化は、パルプが担うべき機能である液体の初期吸収力や拡散能を低下させ、吸収性物品の柔軟性も損なうことになる。従って現実にはこれら相反する要求の妥協点で吸収性コアは設計されている。   On the other hand, in order to satisfy the demand for thinning, in order to secure the liquid absorption capacity of the water absorbent core, the pulp content is reduced while maintaining the content of the absorbent resin that determines the absorption capacity (that is, the water absorbent resin). Higher concentration) is required. However, when the amount of the pulp is reduced, the initial absorbability and diffusibility of the liquid, which are functions that the pulp should bear, are reduced, and the flexibility of the absorbent article is also impaired. Therefore, in reality, the absorbent core is designed at a compromise between these conflicting requirements.

吸水性樹脂とパルプからなる吸水性材料を製造する方法としては、吸水性樹脂とパルプを混合した混相空気を堆積させる空気抄造(air-laid)法が広く知られている。しかしこの方法で得られる吸収性材料では、吸水性樹脂がパルプ中に分散して存在しているだけである。このため、吸水性樹脂が吸水性材料から脱落しやすいうえ、吸水性樹脂が液体を吸収した後に吸水性材料に外から力が加えられると吸水ゲルが吸水性材料から洩れるなど、吸水性樹脂の吸水性材料中での固定性に問題があった。   As a method for producing a water-absorbing material comprising a water-absorbing resin and pulp, an air-laid method in which mixed phase air in which the water-absorbing resin and pulp are mixed is widely known. However, in the absorptive material obtained by this method, the water-absorbing resin is only present dispersed in the pulp. For this reason, the water-absorbing resin is easy to drop off from the water-absorbing material, and the water-absorbing resin leaks from the water-absorbing material when force is applied to the water-absorbing material after the water-absorbing resin absorbs the liquid. There was a problem with fixability in the water-absorbing material.

吸水性樹脂の吸水性材料中での固定性を改善する方法としては、バインダーにより吸水性樹脂を基材へ接着する方法が知られている。しかしながらこの方法で得られる吸水性材料には、吸水性樹脂の表面に付着したバインダーが吸水性樹脂の吸水特性を損ない、さらに吸水後の吸水性樹脂の固定性も不充分であるなどの問題があり、吸水性材料が備えるべき性能が不充分であった。また、製造コストの上でも問題があった。   As a method for improving the fixing property of the water absorbent resin in the water absorbent material, a method of bonding the water absorbent resin to a substrate with a binder is known. However, the water-absorbing material obtained by this method has problems such as the binder adhering to the surface of the water-absorbing resin impairs the water-absorbing property of the water-absorbing resin, and the water-absorbing resin is not sufficiently fixed after water absorption. The performance that the water-absorbing material should have was insufficient. There was also a problem in terms of manufacturing cost.

別の方法として、アクリル酸およびアクリル酸塩からなるモノマー溶液を直接基材上に塗布または散布後、モノマーを基材上で重合する方法が特開昭62−62829号公報、特開平3−287870号公報、特開平4−218502号公報他に開示されている。しかしながら、この方法では吸水性樹脂は基材表面にしか固定させることしかできないうえ、多量のモノマーを基材上に施すと吸水性材料の柔軟性を損なうなどの問題もあった。   As another method, JP-A-62-262829 and JP-A-3-287870 are methods in which a monomer solution comprising acrylic acid and acrylate is directly applied or dispersed on a substrate and then the monomer is polymerized on the substrate. And JP-A-4-218502. However, in this method, the water-absorbing resin can be fixed only on the surface of the base material, and when a large amount of monomer is applied to the base material, the flexibility of the water-absorbing material is impaired.

さらに特公平5−58030号公報には、少なくとも一部が疎水性繊維で構成されている繊維状基材と、基材に付着した吸水性樹脂とからなり、吸水性樹脂の少なくとも一部が基材を略球状に包み込み、かつ不連続に付着していることを特徴とする吸水性物品が記載されている。この技術によれば、吸水性樹脂が繊維基材に不連続に固定されているため複合体の柔軟性を確保することができ、吸水性樹脂も十分に固定化することができる。しかしながら、この技術では吸水性樹脂は繊維表面に、しかも不連続に固定させる必要があるため、吸水性樹脂の繊維への担持量には限界があった。さらに吸水性樹脂が繊維を包み込んでいるために繊維による吸水性樹脂の膨潤阻害が避けられない。また吸水性樹脂と繊維の付着形態を制御するため、使用基材が疎水性繊維でなければならないという制約もある。   Further, Japanese Patent Publication No. 5-58030 includes a fibrous base material at least partly composed of hydrophobic fibers and a water absorbent resin attached to the base material, and at least part of the water absorbent resin is based on the base material. There is described a water-absorbing article characterized by wrapping a material in a substantially spherical shape and adhering discontinuously. According to this technique, since the water absorbent resin is discontinuously fixed to the fiber base material, the flexibility of the composite can be secured, and the water absorbent resin can also be sufficiently fixed. However, in this technique, since the water-absorbent resin needs to be fixed on the fiber surface discontinuously, there is a limit to the amount of the water-absorbent resin supported on the fiber. Furthermore, since the water-absorbent resin wraps the fiber, the inhibition of the swelling of the water-absorbent resin by the fiber is inevitable. Moreover, in order to control the adhesion form of a water absorbing resin and a fiber, there also exists a restriction | limiting that the base material used must be a hydrophobic fiber.

さらに特開昭63−275355号公報、特開昭61−62463号公報、特開昭63―63723号公報では、吸水性樹脂に水あるいは含水溶剤を吸収膨潤させた状態で繊維と混練分散させた後乾燥粉砕し、繊維長の少なくとも一部分が吸水性樹脂に埋め込まれた吸水性複合体およびその製造法が提案されている。この方法では一定のサイズの複合体を得るために、混練、乾燥後に粉砕処理が必要である。このため、破砕品の発生が避けられず、繊維屑や吸水性樹脂細粒の発生、非固定吸水性樹脂の発生などの問題を生じる。   Furthermore, in JP-A-63-275355, JP-A-61-62463, and JP-A-63-63723, the water-absorbent resin is kneaded and dispersed with fibers in a state where water or a water-containing solvent is absorbed and swollen. There has been proposed a water-absorbent composite in which at least a part of the fiber length is post-dried and pulverized and embedded in a water-absorbent resin, and a method for producing the same. In this method, in order to obtain a composite having a certain size, a pulverization treatment is required after kneading and drying. For this reason, generation | occurrence | production of a crushed product cannot be avoided, but problems, such as generation | occurrence | production of fiber waste and a water-absorbing-resin fine particle, generation | occurrence | production of non-fixed water-absorbing-resin, will arise.

特開平11−93073号公報には、非成形繊維の表面に略球状の吸水性樹脂が不連続に固定化されており且つ該非成形繊維が堆積されてなる吸水性樹脂と繊維の複合体、あるいは非成形繊維同士が前記吸水性樹脂を介して結合している複合体が開示されている。なるほど吸水性樹脂と繊維が接着している点から言えば、吸水性樹脂の固定化は実現しているといえる。しかしながら、接着が繊維の表面である限り接着形態は点接着ないしは線接着にならざるを得ず、乾燥状態での吸水性樹脂の繊維への接着強度、吸水後の固定性も充分とは言えない。一方、吸水性樹脂により繊維が包み込まれている場合の記述もあるが、特公平5−58030号公報と同様の欠点がある。加えて吸水性樹脂が吸水し表面が膨潤、伸展する状態では容易に剥離し、剥離した吸水性樹脂が容易に移動しうるという問題点がある。さらに繊維同士が吸水性樹脂を介して結合しているため、この複合体の開繊は困難であり、強いて開繊すると吸水性樹脂自体を破損してしまい吸水性能低下、非固定吸水性樹脂の発生などの問題を生じる。従ってこの複合体を開繊後、他の資材と均一混合することは困難である。   JP-A-11-93073 discloses a composite of a water absorbent resin and a fiber in which a substantially spherical water absorbent resin is discontinuously fixed on the surface of a non-molded fiber and the non-molded fiber is deposited, or A composite body in which non-molded fibers are bonded via the water absorbent resin is disclosed. From the point that the water-absorbing resin and the fiber are adhered, it can be said that the immobilization of the water-absorbing resin has been realized. However, as long as the adhesion is on the surface of the fiber, the adhesion form must be point adhesion or wire adhesion, and the adhesive strength of the water-absorbent resin to the fiber in the dry state and the fixability after water absorption cannot be said to be sufficient. . On the other hand, there is a description of the case where the fibers are encased in the water-absorbent resin, but there are the same drawbacks as in Japanese Patent Publication No. 5-58030. In addition, when the water absorbent resin absorbs water and the surface swells and expands, there is a problem that the peeled water absorbent resin can be easily moved. Furthermore, since the fibers are bonded via a water-absorbent resin, it is difficult to open the composite. If the fiber is opened forcibly, the water-absorbent resin itself is damaged, resulting in a decrease in water absorption performance. It causes problems such as occurrence. Therefore, it is difficult to uniformly mix this composite with other materials after opening.

特開昭62−62829号公報JP-A-62-62829 特開平3−287870号公報JP-A-3-287870 特開平4−218502号公報JP-A-4-218502 特公平5−58030号公報Japanese Patent Publication No. 5-58030 特開昭63−275355号公報JP-A 63-275355 特開昭61−62463号公報Japanese Patent Laid-Open No. 61-62463 特開昭63―63723号公報JP-A 63-63723 特開平11−93073号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-93073

本発明は、十分な量の液体を迅速に吸収して拡散・保持させることができる吸収性材料の製造方法を提供することを課題とする。また、柔軟で薄型の吸収性材料を簡便な方法で製造することができる方法を提供することを課題とする。さらに、繊維屑や吸水性樹脂細粒を発生させることなく、吸水性樹脂の固定性が良好な吸水性材料を製造する方法を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a method for producing an absorbent material capable of rapidly absorbing a sufficient amount of liquid to diffuse and hold the liquid. It is another object of the present invention to provide a method capable of producing a flexible and thin absorbent material by a simple method. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a method for producing a water-absorbing material having good fixability of the water-absorbing resin without generating fiber waste and water-absorbing resin fine particles.

本発明者らは上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、以下に記載する本発明の製造方法により上記課題を解決できることを見出した。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the above problems can be solved by the production method of the present invention described below.

すなわち本発明は、下記の工程(A)〜(D)を含む、吸水性樹脂と繊維からなる吸水性材料の製造方法を提供する。
(A)吸水性樹脂を与える重合性モノマーおよび/または該重合性モノマーの重合進行物を含有する液滴と予め開繊された繊維とを該重合性モノマーのモノマー転化率が異なる複数の位置で衝突させ、該重合性モノマーの重合をさらに進行させることにより、吸水性樹脂が繊維に付着した構造を有する吸水性樹脂と繊維からなる複合体を得る複合化工程
(B)複合体の集合体を回収する回収工程
(C)集合体を乾燥する乾燥工程
(D)集合体を成形する成形工程
That is, this invention provides the manufacturing method of the water absorbing material which consists of a water absorbing resin and a fiber including the following process (A)-(D).
(A) A droplet containing a polymerizable monomer that gives a water-absorbing resin and / or a polymerized product of the polymerizable monomer and a fiber that has been previously opened at a plurality of positions where the monomer conversion rate of the polymerizable monomer is different. A composite step (B) for obtaining a composite comprising a water-absorbent resin and a fiber having a structure in which the water-absorbent resin adheres to the fiber by causing collision and further polymerization of the polymerizable monomer (B) Recovery step for collecting (C) Drying step for drying the aggregate (D) Molding step for molding the aggregate

上記の各工程は、複合化工程、回収工程、成形工程、乾燥工程の順に行うことが好ましい。また、複合化工程、回収工程、乾燥工程、成形工程の順に行うことも好ましい。乾燥工程と成形工程の間には、乾燥工程で得られた集合体を開繊し、開繊された吸水性樹脂と繊維からなる集合体を得る開繊工程を好ましく含むことができる。また、開繊工程と成形工程の間に、吸水性樹脂が付着していない繊維を分離する篩分け工程を好ましく含むことができる。篩分け工程で分離された繊維は複合化工程で使用することができる。成形工程では、吸水性樹脂と繊維からなる集合体と、吸水性樹脂および/または繊維を混合してもよい。このとき、篩分け工程で分離された繊維を成形工程で使用してもよい。本発明のすべての工程は連続操作で行うことが好ましい。   Each of the above steps is preferably performed in the order of a compounding step, a recovery step, a forming step, and a drying step. Moreover, it is also preferable to perform in order of a composite process, a collection | recovery process, a drying process, and a formation process. Between the drying step and the molding step, it is possible to preferably include a fiber opening step of opening the aggregate obtained in the drying step and obtaining an aggregate composed of the opened water absorbent resin and fibers. Moreover, the sieving process which isolate | separates the fiber which has not adhered the water absorbing resin can be preferably included between the opening process and the molding process. The fibers separated in the sieving step can be used in the compounding step. In the molding step, the aggregate composed of the water-absorbing resin and the fiber and the water-absorbing resin and / or the fiber may be mixed. At this time, the fibers separated in the sieving step may be used in the molding step. All the steps of the present invention are preferably carried out in a continuous operation.

本発明の製造方法では、吸水性樹脂として部分中和アクリル酸ポリマー架橋体を好ましく用いることができる。好ましくは、回収工程と乾燥工程の間に、カルボキシル基と反応しうる反応性基を一分子中に2個以上有する化合物を集合体に付与し、乾燥工程において集合体の乾燥を行うと共に吸水性樹脂の表面を架橋することができる。ここでいう反応性基としてグリシジル基を好ましく採用することができる。   In the production method of the present invention, a partially neutralized acrylic acid polymer crosslinked product can be preferably used as the water absorbent resin. Preferably, a compound having two or more reactive groups capable of reacting with a carboxyl group in a molecule is imparted to the aggregate between the recovery step and the drying step, and the aggregate is dried and absorbs water in the drying step. The surface of the resin can be crosslinked. A glycidyl group can be preferably employed as the reactive group here.

本発明の製造方法では、複合化工程を反応器内で行い、回収工程において反応器の底部に堆積した複合体の集合物を回収することができる。また、複合化工程において繊維を空気との混相流として反応器内に供給し、回収工程において反応器底部に設置されたメッシュの下方を反応器内よりも減圧状態にして集合体をメッシュ上に堆積させて回収することができる。このとき、メッシュを通して下方に吸気した空気を、複合化工程において繊維と混合して混相流を形成するために使用することが好ましい。   In the production method of the present invention, the composite step is performed in the reactor, and the aggregate of the composite deposited on the bottom of the reactor in the recovery step can be recovered. Further, in the compounding process, the fibers are supplied into the reactor as a mixed phase flow with air, and in the recovery process, the lower part of the mesh installed at the bottom of the reactor is in a reduced pressure state in the reactor so that the aggregate is placed on the mesh. It can be deposited and recovered. At this time, it is preferable to use the air sucked downward through the mesh to be mixed with fibers in the compounding step to form a multiphase flow.

本発明の製造方法で形成される複合体は、1個の吸水性樹脂粒子と2本以上の繊維を含んでおり、前記吸水性樹脂粒子が略球状であり、前記2本以上の繊維のうちの1本以上は繊維の一部が前記樹脂粒子内に包埋されるとともに一部が前記樹脂粒子より露出しており、かつ、前記2本以上の繊維のうちの1本以上は繊維が前記樹脂粒子内に包埋されることなく、その繊維の一部が前記樹脂粒子の表面に接着しているものであることが好ましい(複合体A)。また、本発明の製造方法で形成される複合体は、1個以上の吸水性樹脂粒子と1本以上の繊維を含んでおり、前記吸水性樹脂粒子が略球状であり、1本以上の前記繊維は繊維の一部が前記樹脂粒子内に包埋されるとともに一部が前記樹脂粒子より露出しており、かつ、前記繊維がいずれも前記樹脂粒子の表面に接着していないものであることも好ましい(複合体B)。さらに、本発明の製造方法で形成される複合体は、1個以上の吸水性樹脂粒子と1本以上の繊維を含んでおり、前記吸水性樹脂粒子が略球状であり、1本以上の前記繊維は繊維の一部が前記樹脂粒子の表面に接着しており、かつ、前記繊維がいずれも前記樹脂粒子内に包埋されていないものであることも好ましい(複合体C)。   The composite formed by the production method of the present invention includes one water-absorbing resin particle and two or more fibers, and the water-absorbing resin particles are substantially spherical, and among the two or more fibers One or more of the fibers are partially embedded in the resin particles and partially exposed from the resin particles, and at least one of the two or more fibers is the fiber. It is preferable that a part of the fiber is bonded to the surface of the resin particle without being embedded in the resin particle (composite A). The composite formed by the production method of the present invention includes one or more water-absorbing resin particles and one or more fibers, and the water-absorbing resin particles are substantially spherical, The fibers are partly embedded in the resin particles, partly exposed from the resin particles, and none of the fibers are bonded to the surface of the resin particles. Is also preferred (complex B). Further, the composite formed by the production method of the present invention includes one or more water-absorbing resin particles and one or more fibers, and the water-absorbing resin particles are substantially spherical, It is also preferred that the fiber has a part of the fiber adhered to the surface of the resin particle, and none of the fiber is embedded in the resin particle (composite C).

本発明の製造方法によれば、十分な量の液体を迅速に吸収して拡散・保持させることができる吸収性材料を簡便に製造することができる。本発明の製造方法により製造される吸水性材料は、柔軟で薄型に成形しうることから、おむつや生理用品を始めとする吸水性物品に幅広く使用することが可能である。また、本発明の製造方法によれば、繊維屑や吸水性樹脂細粒を発生させることなく、吸水性樹脂の固定性が良好な吸水性材料を製造することができる。   According to the production method of the present invention, it is possible to easily produce an absorptive material that can rapidly absorb a sufficient amount of liquid to diffuse and retain the liquid. Since the water-absorbing material produced by the production method of the present invention is flexible and can be formed into a thin shape, it can be widely used in water-absorbing articles such as diapers and sanitary products. Further, according to the production method of the present invention, it is possible to produce a water-absorbing material having good fixability of the water-absorbent resin without generating fiber waste and water-absorbent resin fine particles.

発明の実施の形態BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

以下において、本発明の吸水性材料の製造方法について詳細に説明する。本発明の製造方法では、複合化工程、回収工程、乾燥工程および成形工程を必須工程とする。そこでまず、これらの必須工程について順に説明した後、任意工程について説明し、さらにこれらの工程を組み合わせた製造方法全般について説明する。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。   Below, the manufacturing method of the water absorbing material of this invention is demonstrated in detail. In the production method of the present invention, the compounding step, the recovery step, the drying step, and the molding step are essential steps. First, these essential steps will be described in order, then optional steps will be described, and a general manufacturing method combining these steps will be described. In the present specification, a numerical range represented by using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.

[I]必須工程
(I−1)複合化工程
複合化工程では、吸水性樹脂を与える重合性モノマーおよび/または該重合性モノマーの重合進行物を含有する液滴を気相中で分散させて重合を行わせるとともに、分散させた液滴に衝突するように予め開繊された繊維を供給する。この複合化工程は、通常は重合槽などの反応器内にて行う。通常は、重合槽の上部に設置したモノマー供給ノズルに、重合開始剤を含む重合性モノマー水溶液を供給して該ノズルから重合性モノマー水溶液を液滴状にして放出し、液滴が重合槽内を落下する間に重合を行わせつつ、重合槽内に供給される繊維と接触させて複合化を行う。
[I] Essential Step (I-1) Compounding Step In the compounding step, droplets containing a polymerizable monomer that gives a water-absorbent resin and / or a polymerized product of the polymerizable monomer are dispersed in the gas phase. While performing the polymerization, a fiber that has been previously opened so as to collide with the dispersed droplets is supplied. This compounding step is usually performed in a reactor such as a polymerization tank. Usually, a polymerizable monomer aqueous solution containing a polymerization initiator is supplied to a monomer supply nozzle installed in the upper part of the polymerization tank, and the polymerizable monomer aqueous solution is discharged in droplets from the nozzle. While being dropped, the polymerization is carried out while bringing it into contact with the fibers supplied into the polymerization tank to carry out the compounding.

(重合性モノマー)
重合に用いる重合性モノマーとしては、重合することによって吸水性樹脂を与えるものであれば任意のものを用いることができる。通常は、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸などの不飽和カルボン酸が用いられる。所望ならばこれらのいくつかを併用したり、これらに(メタ)アクリルアミド、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなどの他のモノマーを併用してもよい。これらのなかでも、アクリル酸又はメタクリル酸を用いるのが好ましい。特に好ましいのはアクリル酸であり、通常はアクリル酸単独、又はアクリル酸が50モル%以上、特に80モル%以上を占めるモノマー混合物を用いるのが好ましい。
(Polymerizable monomer)
As the polymerizable monomer used for polymerization, any monomer can be used as long as it gives a water-absorbing resin by polymerization. Usually, unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid and itaconic acid are used. If desired, some of these may be used in combination, or other monomers such as (meth) acrylamide and 2-hydroxyethyl (meth) acrylate may be used in combination. Among these, it is preferable to use acrylic acid or methacrylic acid. Particularly preferred is acrylic acid, and it is usually preferred to use acrylic acid alone or a monomer mixture in which acrylic acid accounts for 50 mol% or more, particularly 80 mol% or more.

なお、これらの不飽和カルボン酸は、その少なくとも一部を水溶性塩、例えばアルカリ金属塩やアンモニウム塩として用いるのが好ましい。こうすることにより、得られる吸水性樹脂の吸水能を向上させることができる。例えばアクリル酸であれば、通常20%以上、好ましくは20〜90%をアルカリ金属塩やアンモニウム塩として重合に供することにより、得られる吸水性樹脂の吸水能を著しく向上させることができる。   In addition, it is preferable to use at least a part of these unsaturated carboxylic acids as water-soluble salts such as alkali metal salts and ammonium salts. By carrying out like this, the water absorption ability of the water-absorbing resin obtained can be improved. For example, in the case of acrylic acid, the water-absorbing ability of the resulting water-absorbent resin can be remarkably improved by subjecting the polymerization to 20% or more, preferably 20 to 90%, as an alkali metal salt or ammonium salt.

本発明において重合に供する重合性モノマーの溶液中には、所望により少量の架橋剤を含有させることができる。架橋剤としては、例えば、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミドや(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテルなどを用いることができ、架橋剤の使用量はモノマーに対して通常0.001〜1重量%、好ましくは0.01〜0.5重量%である。架橋剤の量が多過ぎると、生成する吸水性樹脂粒子の吸水能が低下する傾向がある。   In the present invention, a small amount of a crosslinking agent can be contained in the solution of the polymerizable monomer to be subjected to polymerization, if desired. As the crosslinking agent, for example, N, N′-methylenebis (meth) acrylamide or (poly) ethylene glycol diglycidyl ether can be used, and the amount of the crosslinking agent used is usually 0.001 to 1 wt. %, Preferably 0.01 to 0.5% by weight. When there is too much quantity of a crosslinking agent, there exists a tendency for the water absorption ability of the water absorbing resin particle to produce | generate to fall.

モノマー溶液中の重合性モノマーの濃度は、遊離型及び塩型のそれぞれの重量の合計で、通常20重量%以上、好ましくは25重量%以上である。モノマーの濃度が小さすぎると、適度の粘度の有する液滴の形成が困難であり、樹脂粒子が繊維に衝突した際にその形状がくずれ易く、ひいては最終的に得られる吸水性複合体の物性が劣ったものとなり易い。モノマーの濃度の上限は、取扱い性などの点から、80重量%程度である。   The concentration of the polymerizable monomer in the monomer solution is generally 20% by weight or more, and preferably 25% by weight or more in total of the weights of the free form and the salt form. If the concentration of the monomer is too small, it is difficult to form droplets having an appropriate viscosity, and when the resin particles collide with the fibers, the shape thereof is liable to break down. As a result, the properties of the water-absorbing composite finally obtained are It tends to be inferior. The upper limit of the monomer concentration is about 80% by weight from the viewpoint of handleability.

(重合開始剤)
重合開始剤としては、酸化性を示すラジカル発生剤と還元剤との組合せからなるレドックス系重合開始剤を用いるのが好ましい。ラジカル発生剤としては、過酸化水素を用いるのが好ましいが、過硫酸アンモニウムや過硫酸カリウムなどの過硫酸塩、t−ブチルハイドロパーオキシドやクメンハイドロパーオキシドなどのハイドロパーオキシド類、その他、第二セリウム塩、過マンガン酸塩、亜塩素酸塩、次亜塩素酸塩などを用いることができる。これらのラジカル発生剤は、重合性モノマーに対して通常0.01〜10重量%、特に0.1〜2重量%となるように用いるのが好ましい。
(Polymerization initiator)
As the polymerization initiator, it is preferable to use a redox polymerization initiator comprising a combination of an oxidizing radical generator and a reducing agent. Hydrogen peroxide is preferably used as the radical generator, but persulfates such as ammonium persulfate and potassium persulfate, hydroperoxides such as t-butyl hydroperoxide and cumene hydroperoxide, etc. Cerium salts, permanganates, chlorites, hypochlorites and the like can be used. These radical generators are preferably used in an amount of usually 0.01 to 10% by weight, particularly 0.1 to 2% by weight, based on the polymerizable monomer.

還元剤としてはL−アスコルビン酸又はそのアルカリ金属塩を用いるのが好ましいが、他にも亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウムなどの亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、酢酸コバルト、硫酸銅、硫酸第一鉄などを用いることもできる。これらの還元剤は、重合性モノマーに対して通常0.001〜10重量%、特に0.01〜2重量%となるように用いるのが好ましい。   As the reducing agent, it is preferable to use L-ascorbic acid or an alkali metal salt thereof. In addition, sulfites such as sodium sulfite and sodium hydrogen sulfite, sodium thiosulfate, cobalt acetate, copper sulfate, ferrous sulfate and the like can be used. It can also be used. These reducing agents are preferably used in an amount of usually 0.001 to 10% by weight, particularly 0.01 to 2% by weight, based on the polymerizable monomer.

(繊維)
繊維としては、合成繊維、天然繊維、半合成繊維、無機繊維などを用いることができる。
用いる繊維は、パルプ、レ−ヨン、木綿、再生セルロ−スその他のセルロ−ス系繊維のような親水性繊維が好ましく、また本発明の利益を最も良く享受するものであって、このような親水性繊維を主成分とするものが本発明における特に好ましい繊維である。一方、水の拡散性向上の観点からは、疎水性繊維を使用することもできる、例えば、ポリエステル系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリスチレン系、ポリアミド系、ポリビニルアルコ−ル系、ポリ塩化ビニル系、ポリ塩化ビリニデン系、ポリアクリロニトリル系、ポリ尿素系、ポリウレタン系、ポリフルオロエチレン系、ポリシアン化ビニリデン系繊維を挙げることができる。もちろん、親水性繊維と疎水性繊維を組み合わせて用いることも可能である。
(fiber)
As the fiber, synthetic fiber, natural fiber, semi-synthetic fiber, inorganic fiber and the like can be used.
The fibers used are preferably hydrophilic fibers such as pulp, rayon, cotton, regenerated cellulose and other cellulose fibers, and are those that enjoy the benefits of the present invention. Those having hydrophilic fibers as the main component are particularly preferred fibers in the present invention. On the other hand, from the viewpoint of improving the diffusibility of water, hydrophobic fibers can also be used, for example, polyester-based, polyethylene-based, polypropylene-based, polystyrene-based, polyamide-based, polyvinyl alcohol-based, polyvinyl chloride-based, Polyvinylidene chloride-based, polyacrylonitrile-based, polyurea-based, polyurethane-based, polyfluoroethylene-based, and polycyanide vinylidene-based fibers can be exemplified. Of course, it is also possible to use a combination of hydrophilic fibers and hydrophobic fibers.

本発明で用いる繊維として好ましいものは、繊維長が50〜50,000μmのものである。より好ましくは100〜30,000μmさらに好ましくは500〜10,000μmである。繊維長が50,000μmより長い繊維を用いると、繊維が複数の吸水性樹脂粒子と接着して当該複数の吸水性樹脂粒子の独立性が確保できなくなり、複合体の開繊が困難になる傾向がある。逆に繊維長が50μmより短い繊維を用いると、吸水性樹脂へ繊維を包埋したり接着したりすることが困難になる傾向がある。   Preferred fibers for use in the present invention are those having a fiber length of 50 to 50,000 μm. More preferably, it is 100-30,000 micrometers, More preferably, it is 500-10,000 micrometers. When a fiber having a fiber length longer than 50,000 μm is used, the fiber tends to adhere to a plurality of water absorbent resin particles, so that the independence of the plurality of water absorbent resin particles cannot be ensured, and the composite is difficult to open. There is. On the other hand, when a fiber having a fiber length shorter than 50 μm is used, it tends to be difficult to embed or bond the fiber to the water absorbent resin.

本発明で用いる繊維の繊維径は、0.1〜500デシテックスが好ましく、より好ましくは0.1〜100デシテックス、さらに好ましくは1〜50デシテックス、特に好ましくは1〜10デシテックスである。繊維径が500デシテックスより大きくなると繊維の剛性が大きすぎ吸水性樹脂への包埋や接着が困難になるばかりではなく、圧縮成型が困難になり、薄型化に好ましくない場合がある。また生理用品などの用途に対してはごわごわしたりちくちくしたり、感触も好ましくない場合がある。逆に繊維径が0.1デシテックスより小さいと、繊維が細すぎるために上述の導水性や拡散性が確保できない傾向がある。また、剛性が不足するため、吸水性樹脂同士が接触して導水性を阻害するブロッキング(ままこ)現象を防止することができない場合がある。   The fiber diameter of the fiber used in the present invention is preferably 0.1 to 500 dtex, more preferably 0.1 to 100 dtex, still more preferably 1 to 50 dtex, and particularly preferably 1 to 10 dtex. When the fiber diameter is larger than 500 dtex, not only is the rigidity of the fiber too large, it becomes difficult to embed or adhere to the water-absorbent resin, but compression molding becomes difficult, which may be undesirable for thinning. In addition, it may be stiff or tingling for uses such as sanitary products, and the touch may not be preferable. On the other hand, if the fiber diameter is smaller than 0.1 dtex, the above-mentioned water conductivity and diffusibility tend not to be ensured because the fiber is too thin. In addition, since the rigidity is insufficient, the blocking phenomenon that the water-absorbing resins come into contact with each other to impair the water conductivity may not be prevented.

繊維はなるべくミクロ的にも均一に分散されている状態にあることが好ましい。一般に均一性を確保するために開繊という手法が用いられる。具体的な手法としては「繊維便覧(加工編)」(繊維学会編、丸善、1969)18頁以下に紹介されている、綿紡式、梳毛式、紡毛式、麻紡式、絹紡式などを適宜用いることができる。またフロック加工として知られている繊維を帯電させ、繊維間の静電反発を利用して均一分散させることも可能である。なお、本明細書において「開繊」とは、解繊と繊維化の両方の概念を含むものである。解繊には、ナイロン等のシート状物を短冊状や繊維状に裂くこと等が含まれる。また、繊維化には、原紙状のセルロースを切り裂いてパルプにすること等が含まれる。   The fibers are preferably in a state where they are dispersed as evenly as possible. In general, a technique called opening is used to ensure uniformity. As specific methods, “Fiber Handbook (Processing Edition)” (Fiber Society of Japan, Maruzen, 1969) introduced on page 18 and below, cotton spinning type, eyelash type, woolen type, hemp type, silk spinning type, etc. It can be used as appropriate. It is also possible to charge fibers known as flocking and uniformly disperse them using electrostatic repulsion between the fibers. In the present specification, “opening” includes the concept of both defibration and fiberization. Defibration includes tearing a sheet-like material such as nylon into strips or fibers. In addition, the fiberization includes cutting the base paper-like cellulose into pulp.

(重合方法)
重合は公知の種々の方式で行うことができる。特開2000−198805号公報に記載の方式に従い、ラジカル発生剤を含む重合性モノマー水溶液と、還元剤を含む重合性モノマー水溶液とを、重合槽上部に相対向して設置されているそれぞれのノズルから液柱状に噴出させ、空中で両液を衝突させて混合すると共に液滴状に分散させる方式により行うのが好ましい(図2)。例えば、レドックス系重合開始剤を構成する酸化剤と重合性モノマ−水溶液を含む第1液と、レドックス系重合開始剤を構成する還元剤と重合性モノマ−水溶液を含む第2液とを気相中で混合する方法を好ましい方法として例示することができる。液滴の大きさは通常5〜3000μm、特に50〜1000μmが好ましい。両液が混合すると直ちに重合が開始され、引続き液滴内で重合が進行しつつ重合槽内を落下する。重合槽の雰囲気は重合反応に支障を来さない限り任意である。通常は雰囲気ガスとして窒素、ヘリウム、炭酸ガスなどを用いるが、空気や水蒸気を用いることもできる。雰囲気の温度は通常は室温〜150℃、好ましくは室温〜100℃である。なお、雰囲気中に水蒸気を送入する場合の水蒸気量は、モノマー水溶液からの水分蒸発量をどの程度にするかという点から設定すればよい。モノマー水溶液からの水分蒸発量は、反応に供するモノマー水溶液の濃度や、生成する吸水性樹脂粒子に望まれる含水率などに基づいて決定することができる。
(Polymerization method)
Polymerization can be carried out by various known methods. According to the method described in JP-A-2000-198805, each of the nozzles in which a polymerizable monomer aqueous solution containing a radical generator and a polymerizable monomer aqueous solution containing a reducing agent are installed opposite to each other on the upper part of the polymerization tank. It is preferable that the liquid is ejected in a liquid column form, and both liquids collide with each other in the air to be mixed and dispersed into droplets (FIG. 2). For example, a first liquid containing an oxidizing agent and a polymerizable monomer aqueous solution constituting a redox polymerization initiator, and a second liquid containing a reducing agent and a polymerizable monomer aqueous solution constituting a redox polymerization initiator are vapor-phased. The method of mixing in can be illustrated as a preferable method. The size of the droplet is usually 5 to 3000 μm, particularly preferably 50 to 1000 μm. As soon as the two liquids are mixed, the polymerization starts, and the polymerization proceeds in the droplets and falls in the polymerization tank. The atmosphere in the polymerization tank is arbitrary as long as it does not interfere with the polymerization reaction. Usually, nitrogen, helium, carbon dioxide, or the like is used as the atmospheric gas, but air or water vapor can also be used. The temperature of the atmosphere is usually room temperature to 150 ° C, preferably room temperature to 100 ° C. In addition, what is necessary is just to set the amount of water vapor | steam in the case of sending water vapor | steam in atmosphere from the point of how much the amount of water evaporation from monomer aqueous solution shall be made. The amount of water evaporated from the monomer aqueous solution can be determined based on the concentration of the monomer aqueous solution used for the reaction, the moisture content desired for the water-absorbing resin particles to be generated, and the like.

(吸水性樹脂と繊維の複合化)
本発明では予め開繊された繊維を重合槽内に供給し、落下してくる重合途上のモノマー液滴と繊維を衝突させ、モノマーの重合を進行させることによって、吸水性樹脂と繊維からなる複合体を形成させる。吸水性樹脂と繊維の付着形態は、液滴と繊維の衝突時のモノマー転化率、用いる繊維種などで制御することができる。
吸水性樹脂と繊維からなる複合体の形態として、以下に述べる複合体A、複合体B、複合体Cを挙げることができる。複合体Aは、1個の吸水性樹脂粒子と2本以上の繊維からなり、前記吸水性樹脂粒子が略球状であり、前記2本以上の繊維のうちの1本以上は繊維の一部が前記樹脂粒子内に包埋されるとともに一部が前記樹脂粒子より露出しており、かつ、前記2本以上の繊維のうちの1本以上は繊維が前記樹脂粒子内に包埋されることなく、その繊維の一部が前記樹脂粒子の表面に接着している構造を有する。複合体Bは、1個以上の吸水性樹脂粒子と1本以上の繊維からなり、前記吸水性樹脂粒子が略球状であり、1本以上の前記繊維は繊維の一部が前記樹脂粒子内に包埋されるとともに一部が前記樹脂粒子より露出しており、かつ、前記繊維はいずれも前記樹脂粒子の表面に接着していない構造を有する。複合体Cは、1個以上の吸水性樹脂粒子と1本以上の繊維からなり、前記吸水性樹脂粒子が略球状であり、1本以上の前記繊維は繊維の一部が前記樹脂粒子の表面に接着しており、かつ、前記繊維はいずれも前記樹脂粒子内に包埋されていない構造を有する。
(Combination of water absorbent resin and fiber)
In the present invention, a fiber composed of a water-absorbing resin and a fiber is fed by supplying pre-opened fibers into the polymerization tank, colliding the falling monomer droplets with the fibers and causing the polymerization of the monomers to proceed. Form the body. The adhesion form of the water-absorbent resin and the fiber can be controlled by the monomer conversion rate at the time of collision between the droplet and the fiber, the fiber type used, and the like.
In the form status of the complex consisting of the water-absorbing resin and the fiber, composite A described below, the complex B, mention may be made of composites C. The composite A is composed of one water-absorbing resin particle and two or more fibers, the water-absorbing resin particles are substantially spherical, and one or more of the two or more fibers are part of the fibers. While being embedded in the resin particles, a part is exposed from the resin particles, and at least one of the two or more fibers is not embedded in the resin particles. , A part of the fiber has a structure adhered to the surface of the resin particle. The composite B is composed of one or more water-absorbing resin particles and one or more fibers, and the water-absorbing resin particles are substantially spherical, and one or more of the fibers of the one or more fibers are in the resin particles. It is embedded and partly exposed from the resin particles, and all the fibers have a structure not adhered to the surface of the resin particles. The composite C is composed of one or more water-absorbing resin particles and one or more fibers, and the water-absorbing resin particles are substantially spherical, and one or more of the fibers are part of the surface of the resin particles. The fibers have a structure in which none of the fibers are embedded in the resin particles.

さらに複合体Aにおいては、同一複合体中の略球状の吸水性樹脂粒子1個に対して少なくとも一本以上の繊維が該粒子の内部に包埋され、その繊維の一部が該粒子より露出している構造を有すると共に、かつ略球状の吸水性樹脂粒子1個に対して少なくとも一本以上の繊維が該粒子の内部に包埋されることなく、その繊維の一部が該粒子表面に沿って接着している構造を有する。このため、該複合体は、上で説明した水の吸水性樹脂への導水性、水の吸水性材料中での拡散性、吸水前後の吸水性材料中における吸水性樹脂の固定性が優れた吸水性材料を与え得る。吸水速度や拡散速度が速くて、吸水性材料中において吸水性樹脂粒子が強く固定されていることが求められる使い捨ておむつなどの衛生材料に用いる場合は、複合体Aが最も望ましい。
複合体Bにおいては、吸水性樹脂粒子に包埋されている繊維は吸水性樹脂粒子への水の導水性を高めるとともに、吸水前後の吸水性材料中における吸水性樹脂粒子の固定性を向上させる作用を持つ。すなわち複合体Bは、吸水速度が速くて、吸水性樹脂の吸水性材料中での固定性に優れた吸水性材料を与え得る。
複合体Cにおいては、吸水性樹脂粒子の表面に接着している繊維は、吸水性材料中での水の拡散性を向上させるとともに吸水時に膨潤により吸水性樹脂粒子同士が接触し水の流路を妨害するいわゆるゲルブロッキング現象を防止する作用がある。すなわち複合体Cは水の拡散性に優れた吸水性材料を与え得る。
本発明の製造方法では、複合体A〜Cのいずれか1種のみを選択的に製造してもよいし、これらの混合物を製造してもよい。混合物を製造する場合は、製造条件を適宜選択して混合物を生成させてもよいし、2種以上の複合体を個別に製造して混合することに混合物を得てもよい。
Further, in the composite A, at least one fiber is embedded in the inside of the substantially spherical water-absorbent resin particle in the same composite, and a part of the fiber is exposed from the particle. In addition, at least one fiber is not embedded in the inside of the substantially spherical water-absorbent resin particle, and a part of the fiber is on the surface of the particle. It has a structure that adheres along. For this reason, the composite has excellent water conductivity to the water absorbent resin described above, diffusibility in the water absorbent material, and fixability of the water absorbent resin in the water absorbent material before and after water absorption. A water-absorbing material may be provided. The composite A is most desirable when used for sanitary materials such as disposable diapers where the water absorption rate and diffusion rate are fast and the water absorbent resin particles are required to be strongly fixed in the water absorbent material.
In the composite B, the fibers embedded in the water-absorbing resin particles increase the water conductivity of the water-absorbing resin particles and improve the fixability of the water-absorbing resin particles in the water-absorbing material before and after water absorption. Has an effect. That is, the composite B can provide a water-absorbing material having a high water absorption rate and excellent fixability of the water-absorbing resin in the water-absorbing material.
In the composite C, the fibers adhered to the surface of the water-absorbent resin particles improve the diffusibility of water in the water-absorbent material, and the water-absorbent resin particles come into contact with each other by swelling during water absorption. Has the effect of preventing the so-called gel blocking phenomenon that interferes. That is, the composite C can provide a water-absorbing material excellent in water diffusibility.
In the production method of the present invention, only one of the composites A to C may be selectively produced, or a mixture thereof may be produced. When manufacturing a mixture, you may select a manufacturing condition suitably and produce | generate a mixture, and you may obtain a mixture by manufacturing and mixing 2 or more types of composite_body | complex separately.

尚、各複合体における繊維と吸水性樹脂粒子の乾燥重量比は、1:1〜1:1,000,000であることが好ましく、1:2〜1:100,000であることがより好ましく、1:3〜1:10,000であることがさらにより好ましい。   The dry weight ratio between the fibers and the water-absorbent resin particles in each composite is preferably 1: 1 to 1: 1,000,000, more preferably 1: 2 to 1: 100,000. Even more preferably, it is 1: 3 to 1: 10,000.

重合進行中の液滴が気相中或いは繊維に衝突する時点での転化率は通常0〜90%、好ましくは5〜80%、さらに好ましくは10〜70%の範囲である。90%より高い転化率では用いる繊維が吸水性樹脂に包埋も接着もされない可能性がある。   The conversion rate at the time when the droplets undergoing polymerization collide with the gas phase or the fibers is usually in the range of 0 to 90%, preferably 5 to 80%, more preferably 10 to 70%. If the conversion rate is higher than 90%, the fibers used may not be embedded or adhered to the water-absorbent resin.

一般にモノマー転化率が低い状態で液滴を繊維に衝突させれば、繊維が吸水性樹脂の内部に包埋された複合体Bが得られやすく、モノマー転化率が高い状態で液滴を繊維に衝突させれば、繊維が吸水性樹脂表面に接着した複合体Cが得られやすく、またモノマー転化率が異なる複数の位置で液滴に繊維を衝突させれば、一部の繊維が吸水性樹脂の内部に包埋されるとともに他の繊維が吸水性樹脂表面に接着した複合体Aが得られやすい。所望の構造の複合体を得るために、繊維と衝突する際の液滴のモノマー転化率は、繊維種なども考慮して適宜決定される。モノマー転化率が異なる複数の位置で液滴に繊維を衝突させる場合は、いずれのモノマー転化率も上述の範囲内から選択することが望ましい。   In general, if a droplet collides with a fiber in a state where the monomer conversion rate is low, it is easy to obtain a composite B in which the fiber is embedded in the water-absorbent resin, and the droplet is converted into a fiber in a state where the monomer conversion rate is high. If the fibers collide, it is easy to obtain the composite C in which the fibers are bonded to the surface of the water-absorbent resin, and if the fibers collide with the liquid droplets at a plurality of positions having different monomer conversion rates, some of the fibers are absorbed in the water-absorbent resin. It is easy to obtain a composite A in which other fibers are bonded to the surface of the water-absorbent resin while being embedded in the interior of the resin. In order to obtain a composite having a desired structure, the monomer conversion rate of the droplets when colliding with the fibers is appropriately determined in consideration of the fiber type and the like. When the fibers collide with the droplets at a plurality of positions having different monomer conversion rates, it is desirable to select any monomer conversion rate from the above range.

(繊維搬送法)
重合進行中の液滴と接触させるために繊維を供給する方法は、一般に知られている搬送方法の中から選択することができる。重合槽内の繊維の空間密度は0.005〜1000g/m3の範囲内になるように設定することが好ましい。この上限を超えると吸水性樹脂粒子に包埋されない繊維が生成し、この下限以下だと繊維を包埋しない吸水性樹脂粒子が生成して複合体の収率が相対的に低下する傾向がある。
繊維をできるだけ細かくて均一な状態で供給するためには、繊維を気体との混相流として供給することが好ましい。その際に用いる気体としては、上述の反応場を与える気相の気体として挙げたものを用いることができる。そのなかでも経済的観点、環境負荷軽減の観点から空気を用いることが好ましい。
(Fiber transport method)
The method for supplying the fibers to contact the droplets during polymerization can be selected from generally known transport methods. The spatial density of the fibers in the polymerization tank is preferably set so as to be in the range of 0.005 to 1000 g / m 3 . If this upper limit is exceeded, fibers that are not embedded in the water-absorbent resin particles are generated, and if the lower limit is not reached, water-absorbing resin particles that do not embed fibers are generated, and the yield of the composite tends to be relatively lowered. .
In order to supply the fibers in the finest and uniform state possible, it is preferable to supply the fibers as a multiphase flow with the gas. As the gas used at that time, those mentioned above as the gas phase gas that gives the reaction field can be used. Among these, it is preferable to use air from an economical viewpoint and a viewpoint of reducing environmental load.

供給する繊維と気体の重量混合比は1:20以下とし、供給する配管内での気体の線速度は1〜50m/s、望ましくは5〜20m/sとなる様設定するのが好ましい。気体の線速度が50m/sを超えると反応場の重合進行物の軌跡を乱し、重合槽の内面への付着が問題になる場合がある。一方、気体の線速度が1m/s未満だと繊維の均一性が確保できない場合がある。
混相流として供給する気体の温度は、重合に著しく阻害を与えない範囲で選択することが望まれる。具体的には室温〜150℃、望ましくは室温〜100℃である。また繊維搬送の観点からは、気体中の湿度は低い方が好ましいが、あまり湿度が低すぎると重合槽内の湿度を下げ、重合が進行する前にモノマー水溶液中の水分が蒸発してモノマーが析出し、その結果、重合速度が著しく低下、あるいは重合が途中で停止する可能性がある。
The weight mixing ratio of the supplied fiber and gas is set to 1:20 or less, and the linear velocity of the gas in the supplied pipe is preferably set to 1 to 50 m / s, desirably 5 to 20 m / s. If the linear velocity of the gas exceeds 50 m / s, the trajectory of the progress of polymerization in the reaction field may be disturbed, and adhesion to the inner surface of the polymerization tank may become a problem. On the other hand, if the gas linear velocity is less than 1 m / s, fiber uniformity may not be ensured.
It is desirable to select the temperature of the gas supplied as a multiphase flow within a range that does not significantly impair the polymerization. Specifically, it is room temperature to 150 ° C, desirably room temperature to 100 ° C. From the viewpoint of fiber conveyance, it is preferable that the humidity in the gas is low, but if the humidity is too low, the humidity in the polymerization tank is lowered, and before the polymerization proceeds, the water in the monomer aqueous solution evaporates and the monomer is removed. As a result, the polymerization rate may be significantly reduced, or the polymerization may be stopped in the middle.

(I−2)回収工程
回収工程は、複合化工程で得られた吸水性樹脂と繊維からなる複合体を集合体として回収する工程である。好ましいのは、集合体を重合槽底部に堆積させ、集合体を堆積物として回収する態様である。具体的には、重合槽底部にメッシュなどを設置し、メッシュ下を重合槽内よりも微減圧状態とすることで、集合体をメッシュ上に効率的に堆積させて回収することができる。メッシュ下の減圧度は通常、重合槽内部に対して−100〜−10000Pa程度である。
(I-2) Recovery step The recovery step is a step of recovering the composite made of the water-absorbent resin and fibers obtained in the composite step as an aggregate. Preferred is an embodiment in which the aggregate is deposited on the bottom of the polymerization tank and the aggregate is recovered as a deposit. Specifically, a mesh or the like is installed at the bottom of the polymerization tank, and the assembly is efficiently deposited and recovered on the mesh by setting the area under the mesh to be in a slightly reduced pressure state than in the polymerization tank. The degree of vacuum under the mesh is usually about −100 to −10000 Pa with respect to the inside of the polymerization tank.

回収はバッチ操作でも連続操作でも可能であるが、連続操作が望ましい。連続操作では、重合槽底部に設置したメッシュベルト上に集合体を連続的に堆積させ、集合体を堆積物として連続的に回収する。例えば、具体的には、重合槽底部に集合体が堆積可能なメッシュベルトを有するバキュームコンベアを設置し、繊維を空気との混相流で重合槽内へ供給するとともに、バキュームコンベアで重合槽底部から下方に空気を吸引し、メッシュベルト上に複合体を堆積させ、吸水性樹脂と繊維からなる複合体の集合体を堆積物として連続的に回収する。この際、バキュームコンベアで吸引回収された空気は微細繊維やモノマー蒸気を多少含むため、複合化工程で繊維を供給するための空気としてリサイクルすることが望ましい。   The recovery can be performed in batch operation or continuous operation, but continuous operation is desirable. In the continuous operation, aggregates are continuously deposited on a mesh belt installed at the bottom of the polymerization tank, and the aggregates are continuously collected as deposits. For example, specifically, a vacuum conveyor having a mesh belt capable of accumulating aggregates is installed at the bottom of the polymerization tank, and fibers are fed into the polymerization tank in a multiphase flow with air, and from the polymerization tank bottom by the vacuum conveyor. Air is sucked downward, the composite is deposited on the mesh belt, and the aggregate of the composite composed of the water-absorbent resin and fibers is continuously collected as a deposit. At this time, since the air sucked and collected by the vacuum conveyor contains some fine fibers and monomer vapor, it is desirable to recycle as air for supplying fibers in the compounding step.

(I−3)乾燥工程
乾燥工程は、複合化工程および回収工程を経て得られた集合体の含水率を下げる工程である。通常は、含水率が10重量%以下になるまで乾燥する。乾燥温度は100〜150℃の範囲内に設定することが好ましい。乾燥温度が低すぎると、乾燥に長時間を要し効率が悪くなる。また、乾燥温度が高すぎると、ポリマー鎖の切断を招き、集合体中の残存モノマーが増加し、水可溶分が増加する等の品質劣化を招く。
また乾燥効率は落ちるものの、相対湿度50%以上の状態で乾燥処理を行うことで乾燥と同時に後述する残存モノマーの処理も行うことができる。
(I-3) Drying step The drying step is a step of reducing the moisture content of the aggregate obtained through the compounding step and the recovery step. Usually, it dries until the water content becomes 10% by weight or less. The drying temperature is preferably set within a range of 100 to 150 ° C. If the drying temperature is too low, drying takes a long time and the efficiency becomes poor. On the other hand, when the drying temperature is too high, the polymer chain is cleaved, the residual monomer in the aggregate is increased, and the quality of the water is increased.
In addition, although the drying efficiency is lowered, by performing the drying process in a state where the relative humidity is 50% or more, it is possible to perform the residual monomer process described later simultaneously with the drying.

(I−4)成形工程
成形工程は、複合化工程および回収工程を経て得られた吸水性樹脂と繊維からなる集合体を所望の形状にする工程である。成形は、圧力、温度、湿度などの条件を適宜調整しながら行うことができる。
成形前または成形中には、製造しようとする吸水性材料に求められる性能に応じて、集合体にパルプなどの繊維や吸水性樹脂をさらに添加して、吸水性樹脂と繊維の含量比を調整してもよい。通常、吸水性樹脂に包埋も接着もされることのない繊維と吸水性樹脂の乾燥重量比は95:5〜5:95の範囲が好ましい。より好ましくは90:10〜7:93、さらに好ましく85:15〜10:90である。吸水性樹脂の比率が大きすぎるとゲルブロックを起こしやすく、逆に吸水性樹脂の比率が小さすぎると吸水能力が不十分となる。
(I-4) Molding step The molding step is a step of forming an aggregate composed of the water-absorbent resin and fibers obtained through the compounding step and the recovery step into a desired shape. Molding can be performed while appropriately adjusting conditions such as pressure, temperature, and humidity.
Before or during molding, depending on the performance required for the water-absorbing material to be manufactured, fibers such as pulp and water-absorbing resin are further added to the aggregate to adjust the content ratio of the water-absorbing resin and fibers. May be. Usually, the dry weight ratio of the fibers that are not embedded or adhered to the water absorbent resin and the water absorbent resin is preferably in the range of 95: 5 to 5:95. More preferably, it is 90: 10-7: 93, and still more preferably 85: 15-10: 90. If the ratio of the water-absorbing resin is too large, gel blocking is likely to occur, and conversely if the ratio of the water-absorbing resin is too small, the water-absorbing capacity becomes insufficient.

成形工程では、成形後に得られる成形体の密度が通常0.20〜0.85g/cm3、好ましくは0.3〜0.85g/cm3、さらに好ましくは0.4〜0.85g/cm3になるように成形する。また、成形体の厚さが通常0.2〜20mm、好ましくは0.2〜10mm、更に好ましくは0.2〜5mmになるように成形する。
成形工程で加圧する場合は、例えば、プレス機は、平板プレス機、ロールプレス機などを使用することができる。圧力は吸水性樹脂粒子が、割れない範囲内であれば構わない。吸水性樹脂粒子が割れると、割れた粒子片が繊維から離脱して吸収性物品から漏れたり、膨潤時に吸水ゲルが繊維から外れて漏れたり移動したりして、吸収性物品の性能を低下させることとなる。
成形工程で加熱する場合は、使用する繊維の溶融点以下の温度に加熱することができる。溶融点以上で加熱すると、繊維同士が結着してネットワークを形成して、複合体の機能が損なわれる。
成形工程で加湿する場合は、通常蒸気を用いて加湿する。加湿条件により、成形体の密度を向上させ、吸水性樹脂粒子の繊維への固着性を改善することができる。
In the molding step, the density of the molded body obtained after molding is usually 0.20 to 0.85 g / cm 3 , preferably 0.3 to 0.85 g / cm 3 , more preferably 0.4 to 0.85 g / cm 3 . Mold to be 3 . Moreover, it shape | molds so that the thickness of a molded object may be 0.2-20 mm normally, Preferably it is 0.2-10 mm, More preferably, it is 0.2-5 mm.
When pressurizing in the forming step, for example, a flat press or a roll press can be used as the press. The pressure is not particularly limited as long as the water absorbent resin particles do not break. If the water-absorbent resin particles break, the broken particle pieces will detach from the fibers and leak from the absorbent article, or the water-absorbing gel may leak from the fibers and leak or move during swelling, thereby reducing the performance of the absorbent article. It will be.
When heating in a shaping | molding process, it can heat to the temperature below the melting point of the fiber to be used. When heated above the melting point, the fibers bind to form a network, and the function of the composite is impaired.
When humidifying in the molding process, it is usually humidified using steam. Depending on the humidification conditions, the density of the molded body can be improved, and the fixing property of the water absorbent resin particles to the fibers can be improved.

[II]任意の工程
(II−1)開繊工程
開繊工程は、複合化工程および回収工程を経て得られた吸水性樹脂と繊維からなる集合体を開繊し、より小さな集合体または複合体とする工程である。
本発明で得られる複合体は互いに独立しているため、容易に開繊可能である。開繊は、上述の繊維の項で示した開繊方法を用いて行うことができるが、機械的衝撃により吸水性樹脂粒子が破損しない装置や条件を選択しなければならない。なお、開繊工程では、集合体の構成物の全てを複合体にまで開繊する必要はない。
[II] Arbitrary Step (II-1) Opening Step The opening step is to open an aggregate composed of the water-absorbent resin and fibers obtained through the composite step and the recovery step, and to make a smaller aggregate or composite It is a process of making a body.
Since the composites obtained by the present invention are independent of each other, they can be easily opened. Opening can be performed using the opening method shown in the above-mentioned fiber section, but an apparatus and conditions that do not damage the water-absorbent resin particles due to mechanical impact must be selected. In the fiber opening process, it is not necessary to open all the components of the aggregate to a composite.

(II−2)篩分け工程
開繊処理により、吸水性樹脂表面に緩く接着された繊維の一部は吸水性樹脂から外れる。篩分け工程では、複合化工程で複合化に供されなかった繊維や、開繊工程で複合体から外れた繊維などの樹脂に付着していない独立した繊維を複合体から分離する。分離された繊維は複合化工程または成形工程にリサイクルすることができる。篩分けは、通常用いられている篩分け手段を採用して行うことができる。
(II-2) Sieving step A part of the fibers loosely adhered to the surface of the water absorbent resin is removed from the water absorbent resin by the opening process. In the sieving step, fibers that have not been combined in the combining step and independent fibers that are not attached to the resin, such as fibers that have been removed from the composite in the opening step, are separated from the composite. The separated fibers can be recycled to the compounding process or molding process. The sieving can be performed by employing a commonly used sieving means.

(II−3)表面架橋工程
表面架橋工程は、吸水性能を向上させるために、吸水性樹脂粒子の表面を架橋剤により架橋させる工程である。表面架橋剤は、複合化工程および回収工程の後であって、且つ乾燥工程の前のいずれかの工程で複合体、集合体または成形体に付与される。そして、通常は乾燥工程における加熱処理で乾燥と同時に架橋反応を進行させ、吸水性樹脂粒子の表面に選択的に架橋構造を導入する。
一般に、粉末状の吸水性樹脂粒子の表面に架橋剤を付与した後、加熱して表面を架橋することにより樹脂粒子の特性を改良することは公知であり、表面に選択的に架橋構造が形成される結果、吸水して膨潤するに際し、膨潤を阻害せずにその形状を維持することができるものと考えられている。
(II-3) Surface cross-linking step The surface cross-linking step is a step of cross-linking the surface of the water-absorbent resin particles with a cross-linking agent in order to improve water absorption performance. The surface cross-linking agent is applied to the composite, assembly, or molded body in any step after the compounding step and the recovery step and before the drying step. And usually, a crosslinking reaction is allowed to proceed simultaneously with drying by heat treatment in the drying step, and a crosslinked structure is selectively introduced on the surface of the water-absorbent resin particles.
In general, it is known to improve the properties of resin particles by applying a crosslinking agent to the surface of powdered water-absorbent resin particles and then heating to crosslink the surface, forming a crosslinked structure selectively on the surface. As a result, it is considered that the shape can be maintained without inhibiting the swelling when water is absorbed and swollen.

(表面架橋剤)
表面架橋剤としては、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ビス(メタ)アクリレートなどの重合性モノマーと共重合し得る多官能化合物や、グリシジル基を2個以上有する多価グリシジル化合物などのカルボン酸基と反応し得る官能基を複数個有する化合物が好ましく用いられる。後者の中では、特に脂肪族多価アルコールポリグリシジルエーテルが好ましい。具体的には、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、ポリグリセリンポリグリシジルエーテル、プロピレングリコールジ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、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテルなどを用いるのが好ましい。これらは所望ならばいくつかを併用しても良い。中でも好ましいのはエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリン(ジ、トリ)グリシジルエーテルである。
(Surface cross-linking agent)
Examples of the surface cross-linking agent include polyfunctional compounds that can be copolymerized with polymerizable monomers such as N, N′-methylenebis (meth) acrylamide and (poly) ethylene glycol bis (meth) acrylate, and polyfunctional compounds having two or more glycidyl groups. A compound having a plurality of functional groups capable of reacting with a carboxylic acid group such as a valent glycidyl compound is preferably used. Among the latter, aliphatic polyhydric alcohol polyglycidyl ether is particularly preferable. Specifically, ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, glycerin triglycidyl ether, polyglycerin polyglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, pentaerythritol polyglycidyl ether Etc. are preferably used. Some of these may be used in combination if desired. Among these, ethylene glycol diglycidyl ether and glycerin (di, tri) glycidyl ether are preferable.

(表面架橋剤の付与)
これらの表面架橋剤の使用量は、複合体に対して通常0.005〜1重量%、好ましくは0.1〜0.5重量%、より好ましくは0.2〜0.5重量%である。表面架橋剤を使用する際には、複合体全体に均一に付与されるように、水、エタノール、メタノールなどで希釈した溶液として噴霧することが好ましい。表面架橋剤溶液の濃度は、通常0.1〜10重量%、好ましくは0.1〜1重量%、より好ましくは0.2〜0.5重量%とする。表面架橋剤溶液には、架橋剤の溶解性や分散性を向上させ、更に吸水性樹脂粒子前駆体に適用された際の粒子表面での拡散を促進することなどを目的として、界面活性剤などを含有させてもよい。
表面架橋剤溶液は通常は噴霧器を用いて複合体、集合体または成形体に噴霧することができる。また、表面架橋剤溶液を収容した槽に下部が浸漬しているロールブラシを回転させて、表面架橋剤溶液が付着した面を吸水性樹脂粒子を有する成形体表面に接触させて塗布する方法を用いてもよい。このとき、表面架橋剤溶液をいったん過剰に付与し、その後に圧搾ロールで吸水性樹脂粒子がつぶれない程度に軽く圧搾したり、風を吹き付けたりして、余剰の表面架橋剤溶液を除去するようにしてもよい。この表面架橋剤溶液の付与は室温で行うことができる。
(Applying surface cross-linking agent)
The amount of these surface cross-linking agents used is usually 0.005 to 1% by weight, preferably 0.1 to 0.5% by weight, more preferably 0.2 to 0.5% by weight, based on the composite. . When using a surface crosslinking agent, it is preferable to spray as a solution diluted with water, ethanol, methanol or the like so as to be uniformly applied to the entire composite. The concentration of the surface crosslinking agent solution is usually 0.1 to 10% by weight, preferably 0.1 to 1% by weight, more preferably 0.2 to 0.5% by weight. The surface cross-linking agent solution improves the solubility and dispersibility of the cross-linking agent and further promotes diffusion on the particle surface when applied to the water-absorbent resin particle precursor. May be included.
The surface cross-linking agent solution can usually be sprayed onto the composite, assembly or molded body using a sprayer. Also, a method of applying by rotating a roll brush whose lower part is immersed in a tank containing a surface cross-linking agent solution and bringing the surface with the surface cross-linking agent solution attached into contact with the surface of the molded article having water-absorbing resin particles. It may be used. At this time, the surface cross-linking agent solution is once applied excessively, and thereafter, the water-absorbent resin particles are lightly squeezed to such an extent that the water-absorbent resin particles are not crushed or wind is blown to remove the surplus surface cross-linking agent solution. It may be. The application of the surface crosslinking agent solution can be performed at room temperature.

(加熱)
表面架橋剤溶液を付与した複合体は、通常は加熱することにより架橋反応を進行させる。加熱は、表面架橋剤を適用した後ただちに行ってもよいし、後に行う乾燥工程において乾燥と同時に行ってもよい。好ましくは、表面架橋剤溶液を付与してから2分以内に加熱を行う。それによって、架橋剤を実質的に吸水性樹脂粒子の表面のみで反応させ、内部に架橋が形成されるのを抑制しやすくすることができる。
加熱条件は、使用する表面架橋剤の種類などにより適宜選択する必要があるが、通常は100℃以上の温度で10分間以上加熱して架橋反応を進行させる。このとき、加熱と同時に吸水性樹脂粒子から水が蒸発して行くため、加熱中に吸水性樹脂粒子の内部に架橋剤が浸透して行くのを抑えることができる。好ましくは、加熱開始から10分以内に吸水性樹脂粒子の含水率が15重量%以下になるように加熱条件を制御する。加熱開始から7分以内、特に5分以内に含水率が15重量%以下になるようにするのがさらに好ましい。
(heating)
The composite to which the surface cross-linking agent solution is applied usually proceeds with the cross-linking reaction by heating. Heating may be performed immediately after applying the surface cross-linking agent, or may be performed simultaneously with drying in a drying step performed later. Preferably, heating is performed within 2 minutes after the application of the surface cross-linking agent solution. Thereby, the cross-linking agent can be reacted substantially only on the surface of the water-absorbent resin particles, and the formation of cross-links inside can be easily suppressed.
The heating conditions need to be appropriately selected depending on the type of the surface cross-linking agent to be used, but usually the cross-linking reaction is advanced by heating at a temperature of 100 ° C. or higher for 10 minutes or longer. At this time, since water evaporates from the water absorbent resin particles simultaneously with heating, it is possible to prevent the crosslinking agent from penetrating into the water absorbent resin particles during the heating. Preferably, the heating conditions are controlled so that the water content of the water-absorbent resin particles is 15% by weight or less within 10 minutes from the start of heating. More preferably, the water content is 15% by weight or less within 7 minutes, particularly within 5 minutes from the start of heating.

(II−4)予備乾燥工程
予備乾燥工程は、複合化工程で得られた集合体の含水率を予備的に下げておくことによって、その後の工程の処理効率を上げるために行う工程である。例えば、複合化工程、回収工程、開繊工程、篩分工程、表面架橋工程、成形工程、乾燥工程を含む吸水性材料の製造プロセスにおいて、複合化工程、回収工程を経て得られた吸水性樹脂と繊維からなる集合体を、開繊処理が可能な含水率レベルまで予備的に乾燥するために行う。予備乾燥された吸水性樹脂と繊維からなる集合体は、開繊、篩分けにより容易に繊維が吸水性樹脂に付着した複合体と、吸水性樹脂に付着していない繊維に分離することができる。分離された吸水性樹脂と繊維からなる複合体は、例えば表面架橋工程に供されたときに、その表面に余分な繊維が付着していないため表面架橋材を効率的に吸水性樹脂粒子の表面に施すことができる。
(II-4) Pre-drying step The pre-drying step is a step performed to increase the processing efficiency of the subsequent steps by preliminarily lowering the moisture content of the aggregate obtained in the compounding step. For example, in a manufacturing process of a water-absorbing material including a compounding process, a recovery process, a fiber opening process, a sieving process, a surface crosslinking process, a molding process, and a drying process, the water absorbent resin obtained through the compounding process and the recovery process And an assembly of fibers are preliminarily dried to a moisture content level at which fiber opening treatment is possible. The aggregate composed of the preliminarily dried water-absorbent resin and fibers can be easily separated into a composite in which the fibers are attached to the water-absorbent resin and fibers that are not attached to the water-absorbent resin by opening and sieving. . The composite composed of the separated water-absorbing resin and fibers is, for example, when subjected to the surface cross-linking step, the surface of the water-absorbing resin particles is effectively removed from the surface cross-linking material because no extra fibers are attached to the surface. Can be applied.

予備乾燥で得られる複合体を構成する吸水性樹脂粒子の含水率は通常10〜30重量%(含水吸水性樹脂ベース)である。含水率が低すぎると表面架橋剤が粒子の表面にしか到達せず所望の吸水性能を得ることができない。また含水率が高すぎると開繊処理が困難になる。予備乾燥温度は乾燥工程と同様に通常100〜150℃である。乾燥温度が低すぎると乾燥に長時間を有し効率が悪い。一方、乾燥温度が高すぎるとポリマー鎖の切断を招いたり、複合体中の残存モノマーが増加したり、水可溶分が増加したりするなどの品質劣化を招く。
また乾燥効率は落ちるものの、相対湿度50%以上の状態で予備乾燥処理を行うことにより、予備乾燥と同時に残存モノマーの処理もできる。
The water content of the water-absorbing resin particles constituting the composite obtained by preliminary drying is usually 10 to 30% by weight (based on the water-containing water-absorbing resin). If the water content is too low, the surface cross-linking agent only reaches the surface of the particles, and the desired water absorption performance cannot be obtained. If the moisture content is too high, the fiber opening process becomes difficult. The preliminary drying temperature is usually 100 to 150 ° C. as in the drying step. If the drying temperature is too low, the drying takes a long time and the efficiency is poor. On the other hand, when the drying temperature is too high, the polymer chain is cleaved, the residual monomer in the complex is increased, and the water-soluble content is increased.
In addition, although the drying efficiency is lowered, the residual monomer can be processed simultaneously with the preliminary drying by performing the preliminary drying process at a relative humidity of 50% or more.

(II−5)残存モノマー処理工程
残存モノマー処理工程とは、複合体中に含まれるモノマーの残存量を減らす工程である。残存モノマーを処理する方法としては、1)モノマーの重合を進行させる方法、2)モノマーを他の誘導体へ導く方法、3)モノマーを除去する方法が挙げられる。
(II-5) Residual monomer treatment step The residual monomer treatment step is a step of reducing the residual amount of monomer contained in the composite. Examples of the method for treating the residual monomer include 1) a method for allowing the polymerization of the monomer to proceed, 2) a method for leading the monomer to another derivative, and 3) a method for removing the monomer.

(モノマーの重合を進行させる方法)
1)のモノマーの重合を進行させる方法としては、例えば複合体をさらに加熱する方法、複合体にモノマーの重合を促進する触媒ないしは触媒成分を添加した後に加熱する方法、紫外線を照射する方法、電磁放射線または微粒子性イオン化放射線を照射する方法などが挙げられる。
(Method of advancing monomer polymerization)
Examples of the method of proceeding the polymerization of the monomer of 1) include, for example, a method of further heating the composite, a method of heating after adding a catalyst or a catalyst component for promoting polymerization of the monomer to the composite, a method of irradiating with ultraviolet rays, an electromagnetic Examples include a method of irradiating radiation or fine particle ionizing radiation.

複合体をさらに加熱する方法は、複合体を100〜250℃で加熱処理して、複合体に残存するモノマーを重合させるものである。
複合体にモノマーの重合を促進する触媒ないしは触媒成分を添加する方法は、例えばレドックス系重合開始剤を用いて重合を行った場合には、ラジカル発生剤が残存していることが多いので、複合体に還元剤溶液を付与すればよい。還元剤としては、レドックス系開始重合剤として用いる亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、L−アスコルビン酸などを用いればよく、通常はこれらを0.5〜5重量%水溶液として複合体に付与する。還元剤の付与量は乾燥樹脂基準で0.1〜2重量%がよい。還元剤溶液の付与は、噴霧器を用いてスプレーしたり、還元剤溶液中に浸漬したりするなど、任意の方法で行うことができる。還元剤を付与した複合体は次いで加熱して重合性モノマーを重合させる。加熱は例えば100〜150℃で10〜30分間程度行えばよい。この加熱により複合体の含水率は低下するが、含水率が十分に低下しない場合にはさらに乾燥機などで乾燥してもよい。
In the method of further heating the composite, the composite is heat-treated at 100 to 250 ° C. to polymerize monomers remaining in the composite.
The method of adding a catalyst or catalyst component that promotes the polymerization of the monomer to the composite is, for example, when the polymerization is performed using a redox polymerization initiator, since the radical generator often remains, What is necessary is just to give a reducing agent solution to a body. As the reducing agent, sodium sulfite, sodium hydrogen sulfite, L-ascorbic acid or the like used as a redox-based initiator may be used, and these are usually imparted to the composite as a 0.5 to 5% by weight aqueous solution. The amount of the reducing agent applied is preferably 0.1 to 2% by weight based on the dry resin. Application | coating of a reducing agent solution can be performed by arbitrary methods, such as spraying using an atomizer and immersing in a reducing agent solution. The composite provided with the reducing agent is then heated to polymerize the polymerizable monomer. Heating may be performed, for example, at 100 to 150 ° C. for about 10 to 30 minutes. Although the moisture content of the composite is reduced by this heating, if the moisture content is not sufficiently reduced, it may be further dried with a dryer or the like.

複合体に紫外線を照射する方法では、通常の紫外線ランプを用いればよい。照射強度、照射時間などは用いる繊維の種類、残存モノマー含浸量などによって変化するが、一般的には10〜200w/cm、好ましくは30〜120w/cmの紫外線ランプを用いて、照射時間0.1秒〜30分、ランプ−複合体間隔2〜30cmで実施する。また、この時の複合体中の水分量は、一般的には重合体1重量部に対して0.01〜40重量部、好ましくは0.1〜1.0重量部とする。0.01重量部未満又は40重量部超過の場合は、残存モノマーの低減化に著しい影響を及ぼすので好ましくない。紫外線を照射する時の雰囲気としては、真空下または窒素、アルゴン、ヘリウムなどの無機ガス存在下、または空気中のいずれも使用できる。また照射温度については特に制限はなく、室温で充分にその目的を達成することができる。用いる紫外線照射装置についても特に制限はなく、静置状態にて一定時間照射する方法、あるいはベルトコンベヤーにて連続的に照射する方法など、任意の方法を用いることができる。   In the method of irradiating the composite with ultraviolet rays, an ordinary ultraviolet lamp may be used. Irradiation intensity, irradiation time, and the like vary depending on the type of fiber used, the amount of residual monomer impregnation, and the like. In general, an ultraviolet lamp of 10 to 200 w / cm, preferably 30 to 120 w / cm is used. 1 second to 30 minutes, with a ramp-complex spacing of 2 to 30 cm. The water content in the composite at this time is generally 0.01 to 40 parts by weight, preferably 0.1 to 1.0 parts by weight, relative to 1 part by weight of the polymer. Less than 0.01 parts by weight or more than 40 parts by weight is not preferable because it significantly affects the reduction of residual monomers. As an atmosphere when irradiating with ultraviolet rays, any of vacuum, presence of an inorganic gas such as nitrogen, argon and helium, or air can be used. Moreover, there is no restriction | limiting in particular about irradiation temperature, The objective can fully be achieved at room temperature. There is no restriction | limiting in particular also about the ultraviolet irradiation device to be used, Arbitrary methods, such as the method of irradiating for a fixed time for a fixed time, or the method of irradiating continuously with a belt conveyor, can be used.

複合体に放射線を照射する方法には、加速電子やガンマー線の様な高エネルギー放射線が用いられる。照射されるべき放射線量は、複合体中の残存モノマー量や、水分量などにより変化するが、一般的には0.01〜100メガラド、好ましくは0.1〜50メガラドである。100メガラド超過の線量では吸水量が極めて小さくなり、また0.01メガラド未満では吸水能や吸水速度が大きく、残存モノマーが特段に小さいものが得られ難い。また、この時の複合体の水分量は、一般的には重合体1重量部に対して40重量部以下、好ましくは10重量部以下とする。40重量部超過の水分量では吸水速度改良効果が少なく、特に未重合モノマーの低減化に著しい影響を及ぼすので好ましくない。前記複合体に高エネルギー放射線を照射する時の雰囲気としては、真空下または窒素、アルゴン、ヘリウムなどの無機ガス存在下、または空気中のいずれも使用できる。好ましい雰囲気は空気であって、空気中で照射を行なうと吸水能や吸水速度の大きくかつ残存モノマーが特段に小さくなる。また、照射濃度には特に制限は無く、室温で十分にその目的を達成することができる。   High energy radiation such as accelerated electrons and gamma rays is used for the method of irradiating the composite. The amount of radiation to be irradiated varies depending on the amount of residual monomer in the complex, the amount of water, and the like, but is generally 0.01 to 100 megarads, preferably 0.1 to 50 megarads. When the dose exceeds 100 megarads, the amount of water absorption becomes extremely small. When the dose is less than 0.01 megarad, the water absorption capacity and the water absorption rate are large, and it is difficult to obtain a particularly small residual monomer. Further, the water content of the composite at this time is generally 40 parts by weight or less, preferably 10 parts by weight or less, relative to 1 part by weight of the polymer. An amount of water exceeding 40 parts by weight is not preferable because the effect of improving the water absorption rate is small and particularly has a significant effect on the reduction of unpolymerized monomers. As the atmosphere when the composite is irradiated with high-energy radiation, any of vacuum, inorganic gas such as nitrogen, argon and helium, or air can be used. A preferable atmosphere is air. When irradiation is performed in the air, the water absorption capacity and the water absorption speed are large and the residual monomer is particularly small. Moreover, there is no restriction | limiting in particular in irradiation concentration, The objective can fully be achieved at room temperature.

(モノマーを他の誘導体へ導く方法)
2)のモノマーを他の誘導体へ導く方法としては、例えばアミン、アンモニアなどを複合体に加える方法、亜硫酸水素塩、亜硫酸塩、ピロ亜硫酸塩などの還元剤を複合体に加える方法が挙げられる。
(Method to lead monomer to other derivatives)
Examples of the method of deriving the monomer 2) to other derivatives include a method of adding amine, ammonia and the like to the complex, and a method of adding a reducing agent such as bisulfite, sulfite and pyrosulfite to the complex.

(モノマーを除去する方法)
3)のモノマーを除去する方法としては、例えば有機溶媒による抽出や留去する方法が挙げられる。有機溶媒により抽出する方法では、複合体を含水有機溶媒中に浸漬して、残存モノマーを抽出除去する。含水有機溶媒としては、エタノール、メタノール、アセトンなどを用いることができ、その含水率は10〜99重量%、特に30〜60重量%であるのが好ましい。一般に含水率が高いほど残存モノマーの除去能が高いが、含水率の高い含水有機溶媒を用いると後続する乾燥工程でのエネルギー消費が多くなる。複合体を含水有機溶媒に浸漬する時間は通常5〜30分間程度で十分であり、複合体を揺動させるなど残存モノマーの抽出を促進する手段を採用するのも好ましい。浸漬処理後は通常乾燥機などで乾燥する。
(Method for removing monomer)
Examples of the method 3) for removing the monomer include extraction with an organic solvent and distillation. In the method of extracting with an organic solvent, the composite is immersed in a water-containing organic solvent to extract and remove residual monomers. As the water-containing organic solvent, ethanol, methanol, acetone or the like can be used, and the water content is preferably 10 to 99% by weight, particularly preferably 30 to 60% by weight. Generally, the higher the water content, the higher the ability to remove the residual monomer. However, when a water-containing organic solvent having a high water content is used, the energy consumption in the subsequent drying step increases. The time for immersing the complex in the water-containing organic solvent is usually about 5 to 30 minutes, and it is also preferable to adopt a means for promoting the extraction of the residual monomer such as shaking the complex. After the immersion treatment, it is usually dried with a dryer or the like.

また、残存モノマーを留去する方法としては、複合体を過熱水蒸気または水蒸気含有ガスで処理する方法を挙げることができる。例えば110℃の飽和水蒸気を120〜150℃に加熱して過熱水蒸気として複合体に接触させることにより、複合体中の残存モノマー量を低減させることができる。この方法では、複合体中の水が水蒸気となって蒸発する際に、残存モノマーも同時に気化して複合体から抜け出るものと考えられる。この方法によれば、残存モノマーの除去と複合体の乾燥とを兼ねることができる。   Moreover, as a method of distilling off a residual monomer, the method of processing a composite_body | complex with superheated steam or water vapor containing gas can be mentioned. For example, the amount of residual monomers in the composite can be reduced by heating saturated steam at 110 ° C. to 120 to 150 ° C. and bringing it into contact with the composite as superheated steam. In this method, it is considered that when the water in the complex evaporates as water vapor, the remaining monomer is also vaporized and escapes from the complex. According to this method, the removal of the residual monomer and the drying of the composite can be performed together.

(II−6)添加剤添加工程
複合体には、目的とする用途に応じて所望の機能を付与するために各種の添加剤を加えることができる。これら添加剤としては、吸収する液体による吸水性樹脂の分解、変質を防止する安定剤、抗菌剤、消臭剤、脱臭剤、芳香剤、発泡剤などを挙げることができる。
(II-6) Additive Addition Step Various additives can be added to the composite to give a desired function depending on the intended use. Examples of these additives include a stabilizer that prevents the water-absorbing resin from being decomposed and altered by the liquid to be absorbed, an antibacterial agent, a deodorant, a deodorant, a fragrance, and a foaming agent.

(安定剤)
このうち吸収する液体による吸水性樹脂の分解や変質を防止する安定剤としては、排泄物(即ち人尿、糞便)、体液(人血、経血、分泌液などの体液)による吸水性樹脂の分解、変質を防止する安定剤が挙げられる。特開昭63−118375号公報には吸水性樹脂中に含酸素還元性無機塩及び/又は有機酸化防止剤を含有させる方法、特開昭63−153060号公報には酸化剤を含有させる方法、特開昭63−127754号公報には酸化防止剤を含有させる方法、特開昭63−272349号公報には硫黄含有還元剤を含有させる方法、特開昭63−146964号公報には金属キレート剤を含有させる方法、特開昭63−15266号公報にはラジカル連鎖禁止剤を含有させる方法、特開平1−275661号公報にはホスフィン酸基またはホスホン酸基含有アミン化合物またはその塩を含有させる方法、特開昭64−29257号公報には多価金属酸化物を含有させる方法、特開平2−255804号公報、特開平3−179008号公報には重合時に水溶性連鎖移動剤を共存させる方法などが提案されている。また、特開平6−306202号公報、特開平7−53884号公報、特開平7−62252号公報、特開平7−113048号公報、特開平7−145326号公報、特開平7−145263号公報、特開平7−228788号公報、特開平7−228790号公報に記載される材料および方法を使用することもできる。具体的には、シュウ酸チタン酸カリウム、タンニン酸、酸化チタン、ホスフィン酸アミン(またはその塩)、ホスホン酸アミン(またはその塩)、金属キレートなどが挙げられる。このうち特に人尿、人血、経血に対する安定剤を、それぞれ人尿安定剤、人血安定剤、経血安定剤と呼ぶことがある。
(Stabilizer)
Among these, as stabilizers for preventing decomposition and alteration of the water-absorbent resin due to the liquid to be absorbed, the water-absorbent resin due to excrement (ie, human urine, feces), body fluid (body fluid such as human blood, menstrual blood, secretory fluid) Stabilizers that prevent decomposition and alteration are listed. JP-A-63-118375 discloses a method for containing an oxygen-containing reducing inorganic salt and / or organic antioxidant in a water-absorbing resin, JP-A-63-153060 discloses a method for containing an oxidizing agent, JP-A-63-127754 discloses a method of containing an antioxidant, JP-A-63-272349 discloses a method of containing a sulfur-containing reducing agent, and JP-A-63-146964 discloses a metal chelating agent. JP-A 63-15266 discloses a method containing a radical chain inhibitor, JP-A 1-275661 discloses a phosphinic acid group- or phosphonic acid group-containing amine compound or a salt thereof. JP-A-64-29257 discloses a method of containing a polyvalent metal oxide, JP-A-2-255804, JP-A-3-179008 discloses a method of adding a polyvalent metal oxide. A method for at coexistence of a water-soluble chain transfer agents have been proposed. In addition, JP-A-6-306202, JP-A-7-53884, JP-A-7-62252, JP-A-7-113048, JP-A-7-145326, JP-A-7-145263, The materials and methods described in JP-A-7-228788 and JP-A-7-228790 can also be used. Specific examples include potassium oxalate titanate, tannic acid, titanium oxide, phosphinic acid amine (or salt thereof), phosphonic acid amine (or salt thereof), metal chelate and the like. Of these, stabilizers against human urine, human blood, and menstrual blood are sometimes referred to as human urine stabilizer, human blood stabilizer, and menstrual blood stabilizer, respectively.

(抗菌剤)
吸収した液による腐敗を防止するためには抗菌剤が用いられる。抗菌剤として例えば、「殺菌・抗菌技術の新展開」17〜80頁(東レリサーチセンター(1994))、「抗菌・抗カビ剤の検査・評価法と製品設計」128〜344頁(エヌ・ティー・エス(1997))、特許第2760814号公報、特開昭39−179114号公報、特開昭56−31425号公報、特開昭57−25813号公報、特開昭59−189854号公報、特開昭59−105448号公報、特開昭60−158861号公報、特開昭61−181532号公報、特開昭63−135501号公報、特開昭63−139556号公報、特開昭63−156540号公報、特開昭64−5546号公報、特開昭64−5547号公報、特開平1−153748号公報、特開平1−221242号公報、特開平2−253847号公報、特開平3−59075号公報、特開平3−103254号公報、特開平3−221141号公報、特開平4−11948号公報、特開平4−92664号公報、特開平4−138165号公報、特開平4−266947号公報、特開平5−9344号公報、特開平5−68694号公報、特開平5−161671号公報、特開平5−179053号公報、特開平5−269164号公報、特開平7−165981号公報に紹介されているものを適宜選択できる。
(Antimicrobial agent)
Antibacterial agents are used in order to prevent spoilage due to the absorbed liquid. As antibacterial agents, for example, “New development of bactericidal / antibacterial technology”, pages 17-80 (Toray Research Center (1994)), “Testing / evaluation methods and product design of antibacterial / antifungal agents”, pages 128-344 (NTT) S (1997)), Japanese Patent No. 2760814, Japanese Unexamined Patent Publication No. 39-179114, Japanese Unexamined Patent Publication No. 56-31425, Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-25813, Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-189854, JP 59-105448, JP 60-158861, JP 61-181532, JP 63-135501, JP 63-139556, JP 63-156540. JP-A-64-5546, JP-A-64-5547, JP-A-1-153748, JP-A-1-221242, JP-A-2-253. No. 47, JP-A-3-59075, JP-A-3-103254, JP-A-3-221141, JP-A-4-11948, JP-A-4-92664, JP-A-4-138165. JP-A-4-266947, JP-A-5-9344, JP-A-5-68694, JP-A-5-161671, JP-A-5-179053, JP-A-5-269164, Those introduced in JP-A-7-165981 can be appropriately selected.

抗菌剤としては、例えばアルキルピリジニウム塩、塩化ベンザルコニウム、グルコン酸クロルヘキシジン、ピリジオン亜鉛、銀系無機粉体などが挙げられる。四級窒素系の抗細菌試薬の代表的な例としては、メチルベンズエトニウムクロライド(methylbenzethonium chroride)、ベンズアルコニウムクロライド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、テトラデシルトリメチルアンモニウムブロマイド及びヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロマイドを挙げることができる。ヘテロ環四級窒素系の抗細菌試薬としては、ドデシルピリジニウムクロライド、テトラデシルピリジニウムクロライド、セチルピリジニウムクロライド(CPC)、テトラデシル−4−エチルピリジニウムクロライド及びテトラデシル−4−メチルピリジニウムクロライドを挙げることができる。   Examples of the antibacterial agent include alkyl pyridinium salts, benzalkonium chloride, chlorhexidine gluconate, pyridione zinc, and silver-based inorganic powders. Representative examples of quaternary nitrogen-based antibacterial reagents include methylbenzethonium chloride, benzalkonium chloride, dodecyltrimethylammonium bromide, tetradecyltrimethylammonium bromide and hexadecyltrimethylammonium bromide Can do. Examples of heterocyclic quaternary nitrogen-based antibacterial reagents include dodecylpyridinium chloride, tetradecylpyridinium chloride, cetylpyridinium chloride (CPC), tetradecyl-4-ethylpyridinium chloride, and tetradecyl-4-methylpyridinium chloride.

他の好ましい抗細菌試薬として、ビス−ビグアニド類を挙げることができる。このビス−ビグアニド類は、また抗細菌試薬としても知られている。これらは、例えば、米国特許第2,684,924号明細書、同2,990,425号明細書、同第2,830,006号明細書及び同第2,863,019号明細書に詳細に記載されている。最も好ましいビス−ビグアニドとしては、1,6−ビス(4−クロロフェニル)ジグアニドヘキサンであり、クロロヘキシジン(chlorhexidine)及びその水溶性塩として知られているものである。特に好ましいのは、クロロヘキシジンの塩酸塩、酢酸塩及びグルコン酸塩である。   Other preferred antibacterial reagents include bis-biguanides. These bis-biguanides are also known as antibacterial reagents. These are described in detail, for example, in US Pat. Nos. 2,684,924, 2,990,425, 2,830,006 and 2,863,019. It is described in. The most preferred bis-biguanide is 1,6-bis (4-chlorophenyl) diguanide hexane, known as chlorhexidine and its water-soluble salts. Particularly preferred are chlorohexidine hydrochloride, acetate and gluconate.

他のいくつかのタイプの抗細菌試薬も有用である。例えば、カルバニリド(carbanilide)類、置換フェノール、金属化合物及び界面活性剤の希土類塩を例示することができる。カルバニリドとしては、3,4,4’−トリクロロカルバニリド(TCC,トリクロカルバン)及び3−(トリフルオロメチル−4,4’−ジクロロカルバニリド(IRGASAN)が含まれる。置換フェノールとしては、5−クロロ−2−(2,4−ジクロロフェノキシ)フェノール(IRGASAN DP−300)を挙げることができる。金属化合物としては、黒鉛及びすずの塩、例えば塩化亜鉛、硫化亜鉛及び塩化すずが含まれる。界面活性剤の希土類塩は、欧州特許公開第10819号に開示されている。このタイプの希土類塩としては、直鎖のC10〜18アルキルベンゼンスルホン酸塩のランタン塩などを例示することができる。   Several other types of antibacterial reagents are also useful. For example, carbanilides, substituted phenols, metal compounds, and rare earth salts of surfactants can be exemplified. The carbanilide includes 3,4,4′-trichlorocarbanilide (TCC, triclocarban) and 3- (trifluoromethyl-4,4′-dichlorocarbanilide (IRGASAN). Mention may be made of 5-chloro-2- (2,4-dichlorophenoxy) phenol (IRGASAN DP-300), which include graphite and tin salts such as zinc chloride, zinc sulfide and tin chloride. A rare earth salt of a surfactant is disclosed in European Patent Publication No. 10819. Examples of this type of rare earth salt include a lanthanum salt of a linear C10-18 alkylbenzene sulfonate.

(消臭剤、脱臭剤、芳香剤)
また、吸収した液の不快な臭気を防止あるいは緩和するものとして消臭剤、脱臭剤、芳香剤が用いられる。消臭剤、脱臭剤、芳香剤は例えば「新しい消臭・脱臭剤と技術と展望」(東レリサーチセンター(1994))、特開昭59−105448号公報、特開昭60−158861号公報、特開昭61−181532号公報、特開平1−153748号公報、特開平1−221242号公報、特開平1−265956号公報、特開平2−41155号公報、特開平2−253847号公報、特開平3−103254号公報、特開平5−269164号公報、特開平5−277143号公報に紹介されているものを適宜選択できる。具体的には消臭剤、脱臭剤としては鉄錯体、茶抽出成分、活性炭が挙げられる。芳香剤としては例えば香料系(シトラール、シンナミックアルデヒド、ヘリオトピン、カンファ、ボルニルアセテート)木酢液、パラジクロルベンゼン、界面活性剤、高級アルコール、テルペン系化合物(リモネン、ピネン、カンファ、ボルネオール、ユカリプトール、オイゲノール)が挙げられる。
(Deodorant, deodorant, fragrance)
Further, deodorizers, deodorizers and fragrances are used to prevent or alleviate the unpleasant odor of the absorbed liquid. Examples of the deodorant, deodorant, and fragrance are “new deodorant / deodorant and technology and prospect” (Toray Research Center (1994)), JP-A-59-105448, JP-A-60-158861, JP-A-61-118132, JP-A-1-153748, JP-A-1-221242, JP-A-1-265156, JP-A-2-41155, JP-A-2-253847, Those introduced in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 3-103254, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 5-269164, and Japanese Laid-Open Patent Publication No. 5-277143 can be appropriately selected. Specifically, examples of the deodorizer and deodorizer include iron complexes, tea extraction components, and activated carbon. Examples of fragrances include fragrances (citral, cinnamic aldehyde, heliotopine, camphor, bornyl acetate) wood vinegar, paradichlorobenzene, surfactants, higher alcohols, terpene compounds (limonene, pinene, camphor, borneol, eucalyptol, Eugenol).

(発泡剤、発泡助剤)
また吸水性樹脂の吸水性能向上のために多孔化、広表面積化のために発泡剤、発泡助剤を併用できる。発泡剤、発泡助剤としては例えば「ゴム・プラスチック配合薬品」(ラバーダイジェスト社、1989、259〜267頁)に紹介されているものを適宜選択できる。例えば重炭酸ナトリウム、ニトロソ化合物、アゾ化合物、スルフォニル・ヒドラジドなどが挙げられる。
(Foaming agent, foaming aid)
Further, a foaming agent and a foaming aid can be used in combination for increasing the water absorption performance of the water-absorbent resin to increase the porosity and the surface area. As the foaming agent and foaming aid, for example, those introduced in “Rubber / Plastic Compounding Chemicals” (Rubber Digest, 1989, pages 259 to 267) can be appropriately selected. Examples include sodium bicarbonate, nitroso compounds, azo compounds, sulfonyl hydrazides and the like.

(添加時期)
これらの添加剤は、本発明の製造方法のいずれかの工程において、目的、作用機構に応じ適宜加えられる。例えば発泡剤は、吸水性樹脂の重合前または重合中に添加することが適当である。人尿安定剤、人血安定剤、抗菌剤、消臭剤、芳香剤は複合化工程、成形工程などで添加可能である。もちろん予め繊維に施しておくことも可能である。
(Additional time)
These additives are appropriately added according to the purpose and action mechanism in any step of the production method of the present invention. For example, the foaming agent is suitably added before or during the polymerization of the water absorbent resin. Human urine stabilizer, human blood stabilizer, antibacterial agent, deodorant and fragrance can be added in the compounding process, molding process and the like. Of course, it can also be applied to the fibers in advance.

(II−7)その他の工程
本発明の製造方法では、特開昭63−267370号公報、特開昭63−10667号公報、特開昭63−295251号公報、特開昭63−270801号公報、特開昭63−294716号公報、特開昭64−64602号公報、特開平1−231940号公報、特開平1−243927号公報、特開平2−30522号公報、特開平2−153731号公報、特開平3−21385号公報、特開平4−133728号公報、特開平11−156188号公報などに提案されているシート状吸水材に利用されている技術を適用するための工程を、適宜目的に応じて採用することもできる。
(II-7) Other steps In the production method of the present invention, JP-A 63-267370, JP-A 63-10667, JP-A 63-295251, JP-A 63-270801. JP-A-63-294716, JP-A-64-64602, JP-A-1-231940, JP-A-1-243927, JP-A-2-30522, JP-A-2-153373. The purpose of applying the technique used for the sheet-shaped water-absorbing material proposed in JP-A-3-21385, JP-A-4-133728, JP-A-11-156188, etc. It can be adopted according to the situation.

[III]工程の順序
本発明の製造方法は、複合化工程、回収工程、乾燥工程および成形工程を必須工程とする。必須工程を行う順序は、複合化工程、回収工程、乾燥工程、成形工程の順であるか、あるいは、複合化工程、回収工程、成形工程、乾燥工程の順であることが好ましい。本発明では、これらの必須工程のうちの少なくとも1工程を複数回行ってもよい。例えば、複合化工程、回収工程、乾燥工程、成形工程、乾燥工程の順に行って、乾燥工程を2回実施してもよい。また、複合化工程、回収工程、乾燥工程、成形工程、乾燥工程、成形工程の順に行って、乾燥工程と成形工程をそれぞれ2回ずつ実施してもよい。
[III] Order of steps The production method of the present invention includes a compounding step, a recovery step, a drying step, and a forming step as essential steps. The order in which the essential steps are performed is preferably the order of the compounding process, the recovery process, the drying process, and the molding process, or the order of the compounding process, the recovery process, the molding process, and the drying process. In the present invention, at least one of these essential steps may be performed a plurality of times. For example, the drying process may be performed twice by performing the composite process, the recovery process, the drying process, the molding process, and the drying process in this order. Further, the composite process, the recovery process, the drying process, the molding process, the drying process, and the molding process may be performed in this order, and the drying process and the molding process may be performed twice.

また、本発明では、必須工程のうちの2以上の工程を同時に行っても構わない。例えば、成形を行いながら乾燥も行うことによって、成形工程と乾燥工程を同時に実施しても構わない。また、回収しながら乾燥も行うことによって、回収工程と乾燥工程を同時に実施しても構わない。また、回収しながら成形まで行うことによって、回収工程と成形工程を区切りなく連続的に実施しても構わない。さらに、回収しながら連続的に成形まで行いつつ乾燥も行うことによって、回収工程、成形工程、乾燥工程を同時に実施しても構わない。
このような必須工程の組み合わせは、製造しようとする吸水性材料の種類や量、製造環境、使用しうる設備などを考慮して適宜決定することができる。
In the present invention, two or more of the essential steps may be performed simultaneously. For example, the molding process and the drying process may be performed simultaneously by performing drying while molding. Moreover, you may implement simultaneously a collection | recovery process and a drying process by also drying while collect | recovering. Further, by performing the molding while collecting, the collecting process and the molding process may be continuously performed without any separation. Furthermore, the recovery process, the molding process, and the drying process may be performed simultaneously by performing drying while continuously performing molding while collecting.
Such a combination of essential steps can be appropriately determined in consideration of the type and amount of the water-absorbing material to be manufactured, the manufacturing environment, usable equipment, and the like.

本発明の製造方法は、開繊工程、篩分け工程、表面架橋工程、予備乾燥工程、残存モノマー処理工程、添加剤添加工程などの任意工程を含んでいてもよい。これらの任意工程は、必須工程の前後に行ってもよいし、必須工程と同時に行ってもよい。   The production method of the present invention may include optional steps such as a fiber opening step, a sieving step, a surface cross-linking step, a preliminary drying step, a residual monomer treatment step, and an additive addition step. These optional steps may be performed before or after the essential step, or may be performed simultaneously with the essential step.

任意工程のうち開繊工程は、少なくとも複合化工程と回収工程を経て得られた吸水性樹脂と繊維からなる集合体に対して行うことができる。したがって開繊工程は、複合化工程と回収工程を経た後に行ってもよいし、複合化工程と回収工程を経た後さらに乾燥工程または成形工程を経てから行ってもよい。   Of the optional steps, the fiber opening step can be performed on an aggregate composed of a water-absorbent resin and fibers obtained through at least the composite step and the recovery step. Therefore, the fiber opening process may be performed after passing through the composite process and the recovery process, or may be performed after passing through the composite process and the recovery process and further through a drying process or a molding process.

任意工程のうち篩分け工程は、少なくとも複合化工程を経た後に行う。例えば、複合化工程の後、複合化工程と回収工程を経た後、複合化工程と回収工程と乾燥工程を経た後に行うことができる。好ましいのは、上記の開繊工程を行った後に篩分け工程を行う態様である。   Of the optional steps, the sieving step is performed after at least the compounding step. For example, after the compounding step, the compounding step and the recovery step, and then the compounding step, the recovery step, and the drying step can be performed. Preferred is an embodiment in which the sieving step is performed after the above-described opening step.

任意工程のうち表面架橋工程は、少なくとも複合化工程と回収工程を経て得られた吸水性樹脂と繊維からなる集合体に対して行うことができる。したがって開繊工程は、複合化工程と回収工程を経た後に行ってもよいし、複合化工程と回収工程を経た後さらに成形工程を経てから行ってもよい。表面架橋工程後には、乾燥工程を行って加熱により架橋反応を進行させる。乾燥工程は、表面架橋工程の直後に行ってもよいし、さらに他の工程を行った後に行ってもよい。   Of the optional steps, the surface cross-linking step can be performed on an aggregate composed of a water-absorbent resin and fibers obtained through at least the composite step and the recovery step. Therefore, the fiber opening process may be performed after passing through the composite process and the recovery process, or may be performed after passing through the molding process after the composite process and the recovery process. After the surface crosslinking step, a drying step is performed and the crosslinking reaction is advanced by heating. The drying step may be performed immediately after the surface cross-linking step, or may be performed after other steps are performed.

任意工程のうち予備乾燥工程は、少なくとも複合化工程と回収工程を経て得られた吸水性樹脂と繊維からなる集合体に対して、乾燥工程を行う前に必要に応じて行う。例えば、回収工程後に開繊工程を行う場合には、該開繊工程に先だって予備乾燥工程を行うことが好ましい。   Of the optional steps, the preliminary drying step is performed as necessary before performing the drying step on the aggregate composed of the water-absorbent resin and the fibers obtained through at least the composite step and the recovery step. For example, when the opening process is performed after the collection process, it is preferable to perform a preliminary drying process prior to the opening process.

任意工程のうち残存モノマー処理工程は、少なくとも複合化工程を経た後に行う。例えば、複合化工程の後、複合化工程と回収工程を経た後などに行うことができる。また、残存モノマー処理工程は他の工程と同時に行うことも可能である。例えば、回収工程を行いながら加熱して残存モノマーの重合を進行させることができる。また、乾燥工程や予備乾燥工程の際に行う加熱によって、残存モノマーの重合を併せて進行させることもできる。   Of the optional steps, the residual monomer treatment step is performed after at least the composite step. For example, it can be performed after the compounding step, after the compounding step and the recovery step. Further, the residual monomer treatment step can be performed simultaneously with other steps. For example, the remaining monomer can be polymerized by heating while performing the recovery step. In addition, the polymerization of the residual monomer can be advanced by heating performed in the drying step or the preliminary drying step.

任意工程のうち添加剤添加工程は、必要に応じていずれの段階で行うことも可能である。また、他の工程の中で行っても構わない。例えば、複合化工程の際に用いる材料の中に添加剤を混合しておくことにより実施してもよいし、表面架橋工程において表面架橋剤を散布する際に添加剤も同時または前後に散布してもよい。   Of the optional steps, the additive addition step can be performed at any stage as necessary. Moreover, you may perform in another process. For example, it may be carried out by mixing an additive in the material used in the compounding step, or when the surface cross-linking agent is sprayed in the surface cross-linking step, the additive is sprinkled simultaneously or before and after. May be.

本発明の製造方法における必須工程と任意工程の順序の具体例を以下に記載する。例えば、複合化工程、回収工程、乾燥工程、成形工程の順に必須工程を行う場合は、表面架橋工程は、以下に示すように回収工程と乾燥工程の間において好ましく実施することができる。
複合化工程−回収工程−A−表面架橋工程−B−乾燥工程−C−成形工程
このとき、回収工程と表面架橋工程の間(上記A)、表面架橋工程と乾燥工程の間(上記B)、乾燥工程と成形工程の間(上記C)のいずれか1以上のタイミングで開繊工程を好ましく挿入することができる。上記A〜Cの中では、AまたはCのタイミングで開繊工程を行うことがより好ましい。また、開繊工程の後には続けて篩分け工程を好ましく挿入することができる。さらに、開繊工程をAまたはBのタイミングで行う場合には、該開繊工程の前に予備乾燥工程を行うことが好ましい。
Specific examples of the order of essential steps and optional steps in the production method of the present invention are described below. For example, when the essential steps are performed in the order of the composite step, the recovery step, the drying step, and the molding step, the surface crosslinking step can be preferably performed between the recovery step and the drying step as shown below.
Compounding step-Recovery step-A-Surface cross-linking step-B-Drying step-C-Molding step At this time, between the recovery step and the surface cross-linking step (above A), between the surface cross-linking step and the drying step (above B) The opening process can be preferably inserted at any one or more timings between the drying process and the molding process (C). Among the above A to C, it is more preferable to perform the opening process at the timing of A or C. Moreover, the sieving step can be preferably inserted after the opening step. Further, when the opening process is performed at the timing of A or B, it is preferable to perform a preliminary drying process before the opening process.

また、複合化工程、回収工程、成形工程、乾燥工程の順に必須工程を行う場合は、開繊工程は、以下に示すように回収工程と成形工程の間において好ましく実施することができる。
複合化工程−回収工程−D−開繊工程−E−成形工程−F−乾燥工程
開繊工程の前には予備乾燥工程を行っておくことが好ましい。また、開繊工程の後には続けて篩分け工程を好ましく挿入することができる。また、回収工程と開繊工程の間(上記D)、開繊工程と成形工程の間(上記E)、成形工程と乾燥工程の間(上記F)のいずれか1以上のタイミングで表面架橋工程を好ましく挿入することができる。D〜Fの中では、Eのタイミングで表面架橋工程を行うことがより好ましい。
Moreover, when performing an essential process in order of a composite process, a collection | recovery process, a formation process, and a drying process, a fiber opening process can be preferably implemented between a collection process and a formation process as shown below.
Combining process-recovery process-D-opening process-E-molding process-F-drying process It is preferable to perform a preliminary drying process before the opening process. Moreover, the sieving step can be preferably inserted after the opening step. In addition, the surface cross-linking step is performed at any one or more timings between the recovery step and the opening step (above D), between the opening step and the forming step (above E), and between the forming step and the drying step (above F). Can be preferably inserted. Among D to F, it is more preferable to perform the surface crosslinking step at the timing E.

本発明の製造方法における特に好ましい工程順として、以下の(1)〜(3)を具体例として挙げることができる。
(1)複合化工程−回収工程−表面架橋工程−乾燥工程−開繊工程−篩分け工程
−成形工程
(2)複合化工程−回収工程−予備乾燥工程−開繊工程−篩分け工程−表面架橋工程
−乾燥工程−成形工程
(3)複合化工程−回収工程−予備乾燥工程−開繊工程−篩分け工程−表面架橋工程
−成形工程−乾燥工程
The following (1) to (3) can be mentioned as specific examples as a particularly preferable order of steps in the production method of the present invention.
(1) Compositing step-Recovering step-Surface cross-linking step-Drying step-Opening step-Sieving step-Molding step (2) Combining step-Recovering step-Predrying step-Opening step-Sieving step-Surface Crosslinking step-Drying step-Molding step (3) Compounding step-Recovery step-Pre-drying step-Fiber opening step-Sieving step-Surface crosslinking step-Molding step-Drying step

なお、これらの具体例において、残存モノマー処理工程や添加剤添加工程は必要に応じて挿入することができる。また、これら以外の工程についても、適宜必要に応じて挿入することが可能である。   In these specific examples, the residual monomer treatment step and the additive addition step can be inserted as necessary. Moreover, it is possible to insert steps other than these as necessary.

以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。   The features of the present invention will be described more specifically with reference to the following examples. The materials, amounts used, ratios, processing details, processing procedures, and the like shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the specific examples shown below.

本発明の製造方法の具体的な手順を図1の概略図を参照しながら説明する。実施例1の製造方法は、上記の(1)の工程順に従って実施したものである。   A specific procedure of the manufacturing method of the present invention will be described with reference to the schematic diagram of FIG. The manufacturing method of Example 1 is carried out in accordance with the order of steps (1) above.

<1> 複合化工程
アクリル酸100重量部に、25重量%の水酸化ナトリウム水溶液133.3重量部、蒸留水3.3重量部を加えモノマー濃度50重量%、中和度60モル%の部分中和アクリル酸水溶液を調製した。該部分中和アクリル酸水溶液100重量部に対して架橋剤としてN,N’−メチレンビスアクリルアミド0.14重量部と更に酸化剤として31重量%の過酸化水素水溶液4.55重量部を加えて溶液Aを調製した。
これとは別に該部分中和アクリル酸水溶液100重量部に対して架橋剤としてN,N’−メチレンビスアクリルアミド0.14重量部と更に還元剤としてL-アスコルビン酸0.57重量部を加えて溶液Bを調製した。
調製した溶液Aと溶液Bを、図1の重合槽1の上部に設置したノズルを用いて混合した。ノズルは図2に示す構造を有しており、ノズルの内径は0.13mmであり、各溶液用のノズルは5本ずつ1cm間隔で配置されている。ノズルから流出する溶液Aと溶液Bとの交差角度は30度、ノズル先端の距離は4mmに調節した。溶液Aおよび溶液Bはそれぞれ液温を40℃に加温して、それぞれ流速5m/秒となるようにポンプで供給した。
溶液Aおよび溶液Bは、それぞれのノズル対のノズルを出たところで合流し、それぞれ約10mmほど液柱を形成した後、液滴となって重合を進行させながら気相中(空気中、温度50℃)を落下した。反応器の空間容量とモノマー供給量および液滴の落下速度から見積もられる反応器内の液滴の空間密度は3g/m3であった。
<1> Compounding Step A part having a monomer concentration of 50% by weight and a neutralization degree of 60% by mole by adding 133.3 parts by weight of a 25% by weight aqueous sodium hydroxide solution and 3.3 parts by weight of distilled water to 100 parts by weight of acrylic acid. A neutralized acrylic acid aqueous solution was prepared. To 100 parts by weight of the partially neutralized acrylic acid aqueous solution, 0.14 parts by weight of N, N′-methylenebisacrylamide as a crosslinking agent and 4.55 parts by weight of 31% by weight aqueous hydrogen peroxide solution as an oxidizing agent were added. Solution A was prepared.
Separately, 0.14 parts by weight of N, N′-methylenebisacrylamide as a crosslinking agent and 0.57 parts by weight of L-ascorbic acid as a reducing agent were added to 100 parts by weight of the partially neutralized acrylic acid aqueous solution. Solution B was prepared.
The prepared solution A and solution B were mixed using the nozzle installed in the upper part of the polymerization tank 1 of FIG. The nozzle has the structure shown in FIG. 2, the inner diameter of the nozzle is 0.13 mm, and five nozzles for each solution are arranged at an interval of 1 cm. The crossing angle between the solution A and the solution B flowing out from the nozzle was adjusted to 30 degrees, and the distance between the nozzle tips was adjusted to 4 mm. Solution A and solution B were each heated to a temperature of 40 ° C. and supplied with a pump at a flow rate of 5 m / sec.
The solution A and the solution B merge when they exit the nozzles of the respective nozzle pairs, form a liquid column about 10 mm each, and then form liquid droplets in the gas phase (in air, at a temperature of 50 C) was dropped. The space density of the droplets in the reactor estimated from the space volume of the reactor, the amount of monomer supplied, and the dropping speed of the droplets was 3 g / m 3 .

一方、ノズルの先端より下方0.8mおよび1.6mに設置した供給口より開繊された繊維を空気との混相流で供給した。その際、混相流中の空気の温度は室温であり、線速度は10m/秒であった。また、ノズルの先端より下方0.8mおよび1.6mにおける、モノマーの転化率はそれぞれ15%および40%であった。用いた繊維は、繊維径が2.2デシテックス、長さが2.5mmで、水の接触角が0°のパルプであった。供給量はそれぞれ11.5 g/分であった。反応場の空間容量と繊維供給量および繊維の落下速度から見積もられる反応場の繊維の空間密度は6g/m3であった。気相中を落下する液滴は、このようにして供給された繊維と衝突して複合体を形成しながら落下した。 On the other hand, the fibers opened from the supply ports installed at 0.8 m and 1.6 m below the tip of the nozzle were supplied in a multiphase flow with air. At that time, the temperature of the air in the multiphase flow was room temperature, and the linear velocity was 10 m / sec. The monomer conversion rates at 0.8 m and 1.6 m below the nozzle tip were 15% and 40%, respectively. The fiber used was a pulp having a fiber diameter of 2.2 dtex, a length of 2.5 mm, and a water contact angle of 0 °. The amount supplied was 11.5 g / min. The spatial density of the fiber in the reaction field estimated from the space capacity of the reaction field, the amount of fiber supplied, and the falling speed of the fiber was 6 g / m 3 . The droplets falling in the gas phase collided with the fibers supplied in this manner and dropped while forming a composite.

<2> 回収工程
複合体は、ノズルの先端より下方3mに設置したバキュームコンベア2の上に堆積させた。バキュームコンベア2は搬送部分がメッシュベルトになっている。メッシュ下の減圧度を重合槽1の内部に対して−1000Paに設定したため、複合体の飛散を抑えながら効率よくバキュームコンベア2の上に複合体を堆積させることができた。バキュームコンベア2で吸気した空気は、重合槽1内に繊維を供給する際の混相流を形成するための空気として循環利用した。
<2> Collection step The composite was deposited on the vacuum conveyor 2 installed 3 m below the tip of the nozzle. The vacuum conveyor 2 has a mesh belt at the conveying portion. Since the degree of vacuum under the mesh was set to -1000 Pa with respect to the inside of the polymerization tank 1, the composite could be efficiently deposited on the vacuum conveyor 2 while suppressing scattering of the composite. The air sucked by the vacuum conveyor 2 was circulated and used as air for forming a multiphase flow when supplying the fibers into the polymerization tank 1.

<3> 表面架橋工程
回収工程で回収した回収物を、回動するバキュームコンベア2により表面架橋剤噴霧槽3内に搬送し、そこにおいて表面架橋剤を噴霧した。表面架橋剤としてエチレングリコールジグリシジルエーテルを用い、溶媒として水を用い、表面架橋剤の濃度は0.5重量%とした。表面架橋剤の噴霧は室温で行った。噴霧量は、エチレングリコールジグリシジルエーテルが吸水性樹脂粒子に1000重量ppmとなるように噴霧した。架橋反応は、次の乾燥工程において進行させた。
<3> Surface cross-linking step The recovered material recovered in the recovery step was conveyed into the surface cross-linking agent spray tank 3 by the rotating vacuum conveyor 2, and the surface cross-linking agent was sprayed there. Ethylene glycol diglycidyl ether was used as the surface cross-linking agent, water was used as the solvent, and the concentration of the surface cross-linking agent was 0.5% by weight. The spraying of the surface cross-linking agent was performed at room temperature. The spray amount was sprayed so that ethylene glycol diglycidyl ether was 1000 ppm by weight on the water-absorbent resin particles. The crosslinking reaction was allowed to proceed in the next drying step.

<4> 乾燥工程
表面架橋剤を噴霧した回収物は、さらに回動するバキュームコンベア2により表面架橋剤噴霧槽3の外に搬送し、乾燥機4の熱風により乾燥した。表面架橋剤を噴霧してから熱風をあて始めるまでの時間は1分とした。熱風温度は130℃とし、2分間あてることにより、回収物の含水率を10重量%以下にした。
<4> Drying Step The recovered material sprayed with the surface cross-linking agent was further transported out of the surface cross-linking agent spray tank 3 by the rotating vacuum conveyor 2 and dried with hot air from the dryer 4. The time from spraying the surface cross-linking agent to starting to apply hot air was 1 minute. The hot air temperature was 130 ° C., and the moisture content of the recovered material was reduced to 10% by weight or less by applying it for 2 minutes.

<5> 開繊工程
乾燥した回収物を開繊器5により開繊した。開繊は、多数の針が固定された大小2つの回転ドラムの間に繊維塊を通すことで繊維塊を梳毛する電動ドラムカーダーにより行った。本実施例で得られた回収物は、複合体同士が互いに独立しているため、容易に開繊することができた。
<5> Opening step The dried recovered material was opened using the opening device 5. The fiber opening was performed by an electric drum carder in which the fiber lump was lashed by passing the fiber lump between two large and small rotating drums to which a large number of needles were fixed. The recovered material obtained in this example could be easily opened because the composites were independent of each other.

<6> 篩分け工程
開繊した回収物を、開繊器5の下に設置した篩分け器6に導き、篩分けを行った。篩分け器6による篩い分けは、20メッシュ(目開き850μm)の篩網を設置した振動篩機(1000cpm)により行った。篩い分けによって、複合体に付着していない繊維が複合体から分離された。回収された繊維は、重合槽1内に供給する繊維として再利用した。
<6> Sieving step The recovered material opened was guided to a sieving device 6 installed under the opening device 5 and subjected to sieving. The sieving by the sieving machine 6 was performed by a vibration sieving machine (1000 cpm) provided with a 20 mesh (mesh 850 μm) sieve screen. By sieving, fibers not attached to the composite were separated from the composite. The recovered fiber was reused as a fiber to be supplied into the polymerization tank 1.

<7> 成形工程
篩分け工程で得られた複合体を回動するバキュームコンベア7上に回収し、圧着機8に搬送した。バキュームコンベア7上に回収する前に、複合体にさらに吸水性樹脂および/または繊維を混合して、吸水性樹脂と繊維の重量比を調節した。混合する繊維は、篩分け工程で回収された繊維を適宜用いることができるように設定した。複合体は圧着機8により所望の形状に成形し、最終的に吸水性樹脂と繊維からなる吸水性材料を得た。これによって、吸水性樹脂に包埋も接着もされていない繊維と吸水性樹脂の乾燥重量比が30:70であり、吸水性樹脂の目付量が300g/m2であり、密度が0.3g/cm3であり、厚さが1.3mmである吸水性材料が得られた。
本発明の製造方法によって製造された吸水性材料は、その後に裁断などの工程を経て吸水性物品の製造に供される。裁断などで排出された吸水性材料片は開繊などの処理を経て、上述の吸水性材料の製造工程のいずれかにリサイクルすることもできる。
<7> Molding Step The composite obtained in the sieving step was collected on the rotating vacuum conveyor 7 and conveyed to the crimping machine 8. Before collecting on the vacuum conveyor 7, the composite was further mixed with a water absorbent resin and / or fiber to adjust the weight ratio of the water absorbent resin and the fiber. The fibers to be mixed were set so that the fibers collected in the sieving step can be used as appropriate. The composite was molded into a desired shape by the crimping machine 8, and finally a water absorbent material composed of a water absorbent resin and fibers was obtained. Thereby, the dry weight ratio of the fibers not embedded or bonded to the water absorbent resin and the water absorbent resin is 30:70, the basis weight of the water absorbent resin is 300 g / m 2 , and the density is 0.3 g. / Cm 3 , and a water-absorbing material having a thickness of 1.3 mm was obtained.
The water-absorbing material manufactured by the manufacturing method of the present invention is then used for manufacturing a water-absorbing article through a process such as cutting. The piece of water-absorbing material discharged by cutting or the like can be recycled to any of the above-described manufacturing steps of the water-absorbing material through processing such as opening.

<8> 複合体の構造確認
回収工程で得られた回収物を構造確認のために取り出してふるいにかけ、吸水性樹脂と接触しなかった自由繊維を除去し、吸水性樹脂と繊維からなる複合体を得た。この複合体を顕微鏡で観察したところ、複合体は1個の吸水性樹脂粒子と2本以上の繊維を含んでおり、前記吸水性樹脂粒子は略球状であり、前記2本以上の繊維のうちの1本以上は繊維の一部が前記樹脂粒子内に包埋されるとともに一部が前記樹脂粒子より露出しており、かつ、前記2本以上の繊維のうちの1本以上は繊維が前記樹脂粒子内に包埋されることなく、その繊維の一部が前記樹脂粒子の表面に接着している構造を有していることが確認された(図3)。
<8> Structure confirmation of composite body The recovered material obtained in the recovery process is taken out for screening and screened to remove free fibers that did not come into contact with the water absorbent resin, and a composite composed of the water absorbent resin and fibers. Got. When this composite was observed with a microscope, the composite contained one water-absorbing resin particle and two or more fibers, and the water-absorbing resin particles were substantially spherical, and among the two or more fibers, One or more of the fibers are partially embedded in the resin particles and partially exposed from the resin particles, and at least one of the two or more fibers is the fiber. It was confirmed that a part of the fiber was bonded to the surface of the resin particle without being embedded in the resin particle (FIG. 3).

上記の製造方法において、[1]繊維として用いたパルプの代わりに、繊維径が1.7デシテックス、長さが0.9mmで、水の接触角が80°であるポリエチレンテレフタレート(PET)を用いた場合、[2]繊維として用いたパルプの代わりに、繊維径1.7がデシテックス、長さが0.9mmで、水の接触角が50°であるナイロンを用いた場合、[3]繊維として用いたパルプの代わりに、繊維径が1.7デシテックス、長さが0.9mmで水の接触角が50°であるナイロンと同一の繊維径および長さであり、水の接触角が0°であるレーヨンの重量比が1:1の繊維混合物を用いた場合、[4]繊維として用いたパルプの代わりに、繊維径1.7がデシテックス、長さが0.9mmで、水の接触角が108°であるポリ四フッ化エチレン(PTFE)を用いた場合についても、同様の構造を有する複合体が得られたことが確認された。   In the above production method, [1] Instead of the pulp used as the fiber, polyethylene terephthalate (PET) having a fiber diameter of 1.7 dtex, a length of 0.9 mm, and a water contact angle of 80 ° is used. [2] When using nylon having a fiber diameter of 1.7 decitex, a length of 0.9 mm, and a water contact angle of 50 °, instead of the pulp used as the fiber, [3] fiber In place of the pulp used as the fiber, the fiber diameter is 1.7 dtex, the length is 0.9 mm, and the contact angle of water is 50 °, and the contact diameter of water is 0. When a fiber mixture having a rayon weight ratio of 1: 1 at a temperature of [4] is used, instead of the pulp used as the fiber, the fiber diameter is 1.7 decitex, the length is 0.9 mm, and water contact Polytetrafluoroethylene with an angle of 108 ° For the case of using the down (PTFE) also, the composite was obtained was confirmed to have a similar structure.

[参考例1]
実施例1の製造方法の複合化工程において、ノズルの先端より下方0.8mに設置した繊維供給口からのみ繊維を供給した点を変更した以外は実施例1と同様にして吸水性材料を製造した。実施例1と同じ方法で複合体の構造を確認したところ、実施例1と同様の構造を有する複合体(30%)と、1個以上の吸水性樹脂粒子と1本以上の繊維を含んでおり、吸水性樹脂粒子が略球状であり、1本以上の前記繊維は繊維の一部が前記樹脂粒子内に包埋されるとともに一部が前記樹脂粒子より露出しており、かつ、前記繊維はいずれも前記樹脂粒子の表面に接着していない複合体(図4)(70%)との混合組成物であることが確認された。
[Reference Example 1]
A water-absorbing material is produced in the same manner as in Example 1 except that in the compounding step of the production method of Example 1, the fiber is supplied only from the fiber supply port located 0.8 m below the tip of the nozzle. did. The structure of the composite was confirmed by the same method as in Example 1. As a result, the composite (30%) having the same structure as in Example 1, one or more water-absorbent resin particles, and one or more fibers were included. The water-absorbing resin particles are substantially spherical, and the one or more fibers are partially embedded in the resin particles and partially exposed from the resin particles, and the fibers Were confirmed to be a mixed composition with a composite (FIG. 4) (70%) not adhered to the surface of the resin particles.

[参考例2]
実施例1の製造方法の複合化工程において、ノズルの先端より下方1.6mに設置した繊維供給口からのみ繊維を供給した点を変更した以外は実施例1と同様にして吸水性材料を製造した。実施例1と同じ方法で複合体の構造を確認したところ、実施例1と同様の構造を有する複合体(20%)と、1個以上の吸水性樹脂粒子と1本以上の繊維を含んでおり、吸水性樹脂粒子が略球状であり、1本以上の前記繊維は繊維の一部が前記樹脂粒子の表面に接着しており、かつ、前記繊維はいずれも前記樹脂粒子内に包埋されていない複合体(図5)(80%)との混合組成物であることが確認された。
[Reference Example 2]
A water-absorbing material is produced in the same manner as in Example 1 except that in the compounding step of the production method of Example 1, the fiber is supplied only from the fiber supply port located 1.6 m below the tip of the nozzle. did. When the structure of the composite was confirmed by the same method as in Example 1, the composite (20%) having the same structure as in Example 1, one or more water-absorbent resin particles, and one or more fibers were included. The water-absorbing resin particles are substantially spherical, one or more of the fibers are partially bonded to the surface of the resin particles, and all of the fibers are embedded in the resin particles. It was confirmed that it was a mixed composition with the composite (FIG. 5) (80%) not yet formed.

産業上の利用の可能性Industrial applicability

本発明の製造方法によって製造される吸水性材料は、吸水性樹脂が高密度かつ高強度に繊維に固定化されている。このため、体液などの液体を迅速に吸収して吸収性材料全体に拡散させ、吸収性材料内に保持することができる。また、本発明の製造方法によれば、柔軟性を有する吸水性材料を製造することができるため、これを使用すれば快適な着用性を有するおむつや生理用品などを提供することができる。さらに本発明の製造方法によれば薄型化した吸水性材料を製造することができるため、輸送や取り扱い上のコストを削減することができる。また、本発明の製造方法によれば繊維屑や吸水性樹脂細粒を発生させることなく吸水性材料を製造することができ、しかも製造される吸水性材料における吸水性樹脂の固定性が良好である。このような優れた特徴を有することから、本発明の吸水性材料の製造方法はさまざまな分野において広く利用され得る。   In the water-absorbent material produced by the production method of the present invention, the water-absorbent resin is fixed to the fiber with high density and high strength. For this reason, liquids, such as a body fluid, can be absorbed rapidly, can be spread | diffused throughout the absorptive material, and can be hold | maintained in an absorptive material. Moreover, according to the manufacturing method of this invention, since the water absorbing material which has a softness | flexibility can be manufactured, if this is used, the diaper, sanitary goods, etc. which have comfortable wearability can be provided. Furthermore, according to the production method of the present invention, a thin water-absorbing material can be produced, so that transportation and handling costs can be reduced. Further, according to the production method of the present invention, it is possible to produce a water absorbent material without generating fiber waste and water absorbent resin fine particles, and the fixability of the water absorbent resin in the produced water absorbent material is good. is there. Since it has such excellent characteristics, the method for producing a water-absorbing material of the present invention can be widely used in various fields.

本発明の製造方法により吸水性材料を連続的に製造するためフローシートの一例である。It is an example of a flow sheet in order to manufacture a water absorbing material continuously by the manufacturing method of this invention. 本発明の複合化工程で用いる重合性モノマー水溶液を噴出させるためのノズルの一例である。It is an example of the nozzle for ejecting the polymerizable monomer aqueous solution used at the compounding process of this invention. 実施例1で製造した複合体の略図および走査型電子顕微鏡写真である。2 is a schematic view and a scanning electron micrograph of the composite produced in Example 1. 参考例1で製造した複合体の略図および走査型電子顕微鏡写真である。 2 is a schematic view and a scanning electron micrograph of the composite produced in Reference Example 1 . 参考例2で製造した複合体の略図および走査型電子顕微鏡写真である。 It is the schematic of the composite_body | complex manufactured by the reference example 2 , and a scanning electron micrograph.

符号の説明Explanation of symbols

1 重合槽
2 バキュームコンベア
3 表面架橋剤噴霧槽
4 乾燥機
5 開繊器
6 篩分け器
7 バキュームコンベア
8 圧着機

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polymerization tank 2 Vacuum conveyor 3 Surface crosslinking agent spray tank 4 Dryer 5 Opening device 6 Sieving device 7 Vacuum conveyor 8 Crimping machine

Claims (16)

下記の工程(A)〜(D)を含む、吸水性樹脂と繊維からなる吸水性材料の製造方法。
(A)吸水性樹脂を与える重合性モノマーおよび/または該重合性モノマーの重合進行物を含有する液滴と予め開繊された繊維とを該重合性モノマーのモノマー転化率が異なる複数の位置で衝突させ、該重合性モノマーの重合をさらに進行させることにより、吸水性樹脂が繊維に付着した構造を有する吸水性樹脂と繊維からなる複合体を得る複合化工程
(B)複合体の集合体を回収する回収工程
(C)集合体を乾燥する乾燥工程
(D)集合体を成形する成形工程
A method for producing a water-absorbing material comprising a water-absorbing resin and fibers, comprising the following steps (A) to (D).
(A) A droplet containing a polymerizable monomer that gives a water-absorbing resin and / or a polymerized product of the polymerizable monomer and a fiber that has been previously opened at a plurality of positions where the monomer conversion rate of the polymerizable monomer is different. A composite step (B) for obtaining a composite comprising a water-absorbent resin and a fiber having a structure in which the water-absorbent resin adheres to the fiber by causing collision and further polymerization of the polymerizable monomer (B) Recovery step for collecting (C) Drying step for drying the aggregate (D) Molding step for molding the aggregate
複合体が、1個の吸水性樹脂粒子と2本以上の繊維を含んでおり、前記吸水性樹脂粒子が略球状であり、前記2本以上の繊維のうちの1本以上は繊維の一部が前記樹脂粒子内に包埋されるとともに一部が前記樹脂粒子より露出しており、かつ、前記2本以上の繊維のうちの1本以上は繊維が前記樹脂粒子内に包埋されることなく、その繊維の一部が前記樹脂粒子の表面に接着している請求項1に記載の吸水性材料の製造方法。The composite includes one water-absorbing resin particle and two or more fibers, the water-absorbing resin particles are substantially spherical, and one or more of the two or more fibers are part of the fibers. Embedded in the resin particles and partly exposed from the resin particles, and at least one of the two or more fibers is embedded in the resin particles. The method for producing a water-absorbing material according to claim 1, wherein some of the fibers are adhered to the surface of the resin particles. 複合化工程、回収工程、成形工程、乾燥工程を順次行う請求項1または2に記載の吸水性材料の製造方法。 The method for producing a water-absorbing material according to claim 1 or 2 , wherein the composite step, the recovery step, the molding step, and the drying step are sequentially performed. 複合化工程、回収工程、乾燥工程、成形工程を順次行う請求項1または2に記載の吸水性材料の製造方法。 Composite step, recovery step, drying step, the production method of the water-absorbing material according to claim 1 or 2 sequentially perform forming process. 乾燥工程と成形工程の間に、乾燥工程で得られた集合体を開繊し、開繊された吸水性樹脂と繊維からなる集合体を得る開繊工程を含む請求項に記載の吸水性材料の製造方法。 The water absorbing property according to claim 4 , further comprising a fiber opening step of opening the aggregate obtained in the drying step and obtaining an aggregate composed of the opened water absorbent resin and fibers between the drying step and the molding step. Material manufacturing method. 開繊工程と成形工程の間に、吸水性樹脂が付着していない繊維を分離する篩分け工程を含む請求項に記載の吸水性材料の製造方法。 The method for producing a water-absorbent material according to claim 5 , further comprising a sieving step for separating fibers to which the water-absorbent resin is not attached between the opening step and the molding step. 篩分け工程で分離された繊維を複合化工程で使用する請求項に記載の吸水性材料の製造方法。 The method for producing a water-absorbing material according to claim 6 , wherein the fibers separated in the sieving step are used in the compounding step. 篩分け工程で分離された繊維を成形工程で使用する請求項に記載の吸水性材料の製造方法。 The method for producing a water-absorbing material according to claim 6 , wherein the fibers separated in the sieving step are used in the molding step. 成形工程において、吸水性樹脂と繊維からなる集合体と、吸水性樹脂および/または繊維を混合する請求項1〜のいずれかに記載の吸水性材料の製造方法。 The method for producing a water-absorbing material according to any one of claims 1 to 8 , wherein in the molding step, an aggregate composed of a water-absorbing resin and fibers, and the water-absorbing resin and / or fibers are mixed. 吸水性樹脂が部分中和アクリル酸ポリマー架橋体からなる請求項1〜のいずれかに記載の吸水性材料の製造方法。 The method for producing a water-absorbing material according to any one of claims 1 to 9 , wherein the water-absorbing resin comprises a partially neutralized acrylic acid polymer crosslinked product. 回収工程と乾燥工程の間に、カルボキシル基と反応しうる反応性基を一分子中に2個以上有する化合物を集合体に付与し、乾燥工程において集合体の乾燥を行うと共に吸水性樹脂の表面を架橋する請求項10に記載の吸水性材料の製造方法。 Between the collection step and the drying step, a compound having two or more reactive groups capable of reacting with a carboxyl group is added to the aggregate, and the aggregate is dried in the drying step and the surface of the water absorbent resin The method for producing a water-absorbing material according to claim 10 , which is crosslinked. 反応性基がグリシジル基である請求項11に記載の吸収性材料の製造方法。 The method for producing an absorbent material according to claim 11 , wherein the reactive group is a glycidyl group. 複合化工程を反応器内で行い、回収工程において反応器の底部に堆積した複合体の集合物を回収する請求項1〜12のいずれかに記載の吸水性材料の製造方法。 The method for producing a water-absorbing material according to any one of claims 1 to 12 , wherein the composite step is performed in the reactor, and the aggregate of the composite deposited on the bottom of the reactor in the recovery step is recovered. 複合化工程において繊維を空気との混相流として反応器内に供給し、回収工程において反応器底部に設置されたメッシュの下方を反応器内よりも減圧状態にして集合体をメッシュ上に堆積させて回収する請求項13に記載の吸水性材料の製造方法。 In the compounding process, the fibers are supplied into the reactor as a mixed phase flow with air, and in the recovery process, the lower part of the mesh installed at the bottom of the reactor is depressurized more than in the reactor to deposit the aggregate on the mesh. The method for producing a water-absorbing material according to claim 13 , wherein the water-absorbing material is collected. メッシュを通して下方に吸気した空気を、複合化工程において繊維と混合して混相流を形成するために使用する請求項14に記載の吸水性材料の製造方法。 The method for producing a water-absorbing material according to claim 14 , wherein air sucked downward through the mesh is used to mix with fibers in the compounding step to form a multiphase flow. すべての工程を連続操作で行う請求項1〜15のいずれかに記載の吸水性材料の製造方法。 The method for producing a water-absorbing material according to any one of claims 1 to 15 , wherein all steps are performed in a continuous operation.
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