JP6865553B2 - Method for Producing Multiple Lyophilized Water Absorbent Polymer Particles - Google Patents

Method for Producing Multiple Lyophilized Water Absorbent Polymer Particles Download PDF

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Description

本開示は、複数の凍結乾燥された吸水性ポリマー粒子の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a method for producing a plurality of freeze-dried water-absorbent polymer particles.

吸水性ポリマー粒子は、吸収性物品(例えば、使い捨ておむつ、生理用ナプキン等)、農園芸用資材(例えば、保水剤、土壌改良剤等)、工業用資材(例えば、ケーブル用止水剤、結露防止剤等)等の広範囲の分野で用いられている。また、上記吸水性ポリマー粒子には、種々の観点から改良が行われている。 The water-absorbent polymer particles are absorbent articles (eg, disposable diapers, sanitary napkins, etc.), agricultural and horticultural materials (eg, water retention agents, soil conditioners, etc.), industrial materials (eg, cable water stop agents, condensation). It is used in a wide range of fields such as inhibitors). Further, the water-absorbent polymer particles have been improved from various viewpoints.

例えば、特許文献1には、多孔質親水性高膨潤性ヒドロゲルを形成することを目的とし、水で膨潤させた親水性高膨潤性ヒドロゲルを凍結乾燥し、多孔質親水性高膨潤性ヒドロゲルを製造する方法が記載されている。 For example, in Patent Document 1, for the purpose of forming a porous hydrophilic high swelling hydrogel, a hydrophilic high swelling hydrogel swollen with water is freeze-dried to produce a porous hydrophilic high swelling hydrogel. How to do it is described.

特許文献2には、吸収性ポリマーを変成する方法であって、第一渦持続時間を持つ吸収性ポリマーを準備し、上記吸収性ポリマーで水を吸収し、吸収された水の少なくとも一部を上記吸収性ポリマーから除去し、第二持続時間を持つ変成吸収性ポリマー得る方法であって、上記第一渦持続時間の上記第二渦持続時間に対する比率が少なくとも約5であり、上記変成吸収性ポリマーは少なくとも約0.7の剛性指標を持つことを特徴とする方法(請求項14)が記載されている。また、特許文献2には、上記水の一部が、凍結乾燥によって除去されることを特徴とする方法(請求項25)が記載されている。 Patent Document 2 describes a method of modifying an absorbent polymer, in which an absorbent polymer having a first vortex duration is prepared, water is absorbed by the absorbent polymer, and at least a part of the absorbed water is absorbed. A method of removing from the absorbent polymer to obtain a modified absorbent polymer having a second duration, wherein the ratio of the first vortex duration to the second vortex duration is at least about 5. A method (claim 14) is described in which the polymer has a stiffness index of at least about 0.7. Further, Patent Document 2 describes a method (claim 25) characterized in that a part of the water is removed by freeze-drying.

特開平10−7830号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-7830 特開2006−505666号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-505666

特許文献1に記載の方法では、凍結乾燥すべき親水性高膨潤性ヒドロゲルが、溶液重合法で製造される。従って、溶液重合法により重合されたポリマー塊を粉砕し、複数の親水性高膨潤性ヒドロゲルポリマー粒子を形成した後、それらを凍結乾燥する場合には、凍結乾燥の際に、それらの少なくとも一部が一体化し、一体化した部分を再粉砕する工程が必要となる。また、溶液重合法により重合されたポリマー塊を凍結乾燥した後、粉砕して多孔質親水性高膨潤性ヒドロゲル(粒子)を形成する場合には、凍結乾燥により多孔質化したポリマー塊から微粉が大量に発生し、多孔質親水性高膨潤性ヒドロゲルの収率が低下するとともに、多孔質親水性高膨潤性ヒドロゲルの粒度分布が広くなる傾向がある。 In the method described in Patent Document 1, a hydrophilic highly swelling hydrogel to be freeze-dried is produced by a solution polymerization method. Therefore, when the polymer mass polymerized by the solution polymerization method is pulverized to form a plurality of hydrophilic highly swelling hydrogel polymer particles and then freeze-dried, at least a part of them is freeze-dried. Is integrated, and a step of re-crushing the integrated portion is required. In addition, when a polymer mass polymerized by a solution polymerization method is freeze-dried and then crushed to form a porous hydrophilic highly swellable hydrogel (particles), fine powder is generated from the polymer mass that has been made porous by freeze-drying. It occurs in large quantities, and the yield of the porous hydrophilic highly swellable hydrogel tends to decrease, and the particle size distribution of the porous hydrophilic highly swellable hydrogel tends to widen.

また、特許文献2に記載の方法は、吸収性ポリマーの粒子が含む水を凍結乾燥によって除去する工程を含みうるが、吸収性ポリマーが一般的なものであるため、水を吸収した吸収性ポリマーの粒子を凍結乾燥する際に、それらの少なくとも一部が一体化し、一体化した部分を再粉砕する工程が必要となる場合がある。
従って、本開示は、製造効率に優れる、複数の凍結乾燥された吸水性ポリマー粒子の製造方法を提供することを目的とする。
Further, the method described in Patent Document 2 may include a step of removing water contained in the particles of the absorbent polymer by freeze-drying, but since the absorbent polymer is general, the absorbent polymer that has absorbed water When freeze-drying the particles, at least a part of them is integrated, and a step of re-grinding the integrated portion may be required.
Therefore, it is an object of the present disclosure to provide a method for producing a plurality of freeze-dried water-absorbent polymer particles having excellent production efficiency.

本開示者らは、複数の凍結乾燥された吸水性ポリマー粒子の製造方法であって、(i)エチレン系不飽和モノマー、ラジカル重合開始剤及び水を含む重合組成物を、複数の液滴として、疎水性溶媒に放出するステップ、(ii)上記疎水性溶媒内で、上記複数の液滴内の上記重合組成物を重合させ、上記複数の液滴から、複数の吸水性ポリマー含水粒子を形成するステップ、(iii)上記複数の吸水性ポリマー含水粒子から、複数の凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子を形成するステップ、そして(iv)上記複数の凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子を凍結乾燥し、上記複数の凍結乾燥された吸水性ポリマー粒子を形成するステップを含み、上記複数の凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子が、60mN以上のゲル強度を有することを特徴とする製造方法を見出した。 The present disclosures are a method for producing a plurality of freeze-dried water-absorbent polymer particles, in which (i) a polymerization composition containing an ethylene-based unsaturated monomer, a radical polymerization initiator and water is used as a plurality of droplets. , (Ii) The polymerization composition in the plurality of droplets is polymerized in the hydrophobic solvent, and a plurality of water-absorbent polymer water-containing particles are formed from the plurality of droplets. Steps, (iii) forming a plurality of water-absorbent polymer particles to be freeze-dried from the plurality of water-absorbent polymer particles, and (iv) freeze-drying the plurality of water-absorbent polymer particles to be freeze-dried. , A production method comprising the steps of forming the plurality of freeze-dried water-absorbent polymer particles, characterized in that the plurality of water-absorbent polymer particles to be freeze-dried have a gel strength of 60 mN or more has been found.

本開示の、複数の凍結乾燥された吸水性ポリマー粒子の製造方法は、製造効率に優れる。 The method for producing a plurality of freeze-dried water-absorbent polymer particles of the present disclosure is excellent in production efficiency.

図1は、重合装置1を説明するための模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the polymerization apparatus 1. 図2は、吸水性ポリマー粒子No.1の粒度分布(個数基準)である。FIG. 2 shows the water-absorbent polymer particles No. It is a particle size distribution (number basis) of 1. 図3は、粉末No.2の粒度分布(個数基準)である。FIG. 3 shows the powder No. It is a particle size distribution (number basis) of 2.

具体的には、本開示は以下の態様に関する。
[態様1]
複数の凍結乾燥された吸水性ポリマー粒子の製造方法であって、
(i)エチレン系不飽和モノマー、ラジカル重合開始剤及び水を含む重合組成物を、複数の液滴として、疎水性溶媒に放出するステップ、
(ii)上記疎水性溶媒内で、上記複数の液滴内の上記重合組成物を重合させ、上記複数の液滴から、複数の吸水性ポリマー含水粒子を形成するステップ、
(iii)上記複数の吸水性ポリマー含水粒子から、複数の凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子を形成するステップ、そして
(iv)上記複数の凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子を凍結乾燥し、上記複数の凍結乾燥された吸水性ポリマー粒子を形成するステップ、
を含み、
上記複数の凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子が、60mN以上のゲル強度を有する、
ことを特徴とする、上記製造方法。
Specifically, the present disclosure relates to the following aspects.
[Aspect 1]
A method for producing a plurality of freeze-dried water-absorbent polymer particles.
(I) A step of releasing a polymerization composition containing an ethylene-based unsaturated monomer, a radical polymerization initiator and water as a plurality of droplets into a hydrophobic solvent.
(Ii) A step of polymerizing the polymerization composition in the plurality of droplets in the hydrophobic solvent to form a plurality of water-absorbent polymer water-containing particles from the plurality of droplets.
(Iii) A step of forming a plurality of water-absorbent polymer particles to be freeze-dried from the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles, and (iv) the plurality of water-absorbent polymer particles to be freeze-dried are freeze-dried. Steps to form lyophilized water-absorbent polymer particles,
Including
The plurality of water-absorbent polymer particles to be freeze-dried have a gel strength of 60 mN or more.
The above-mentioned manufacturing method.

上記製造方法では、ステップ(iii)において形成される複数の凍結乾燥前粒子が所定のゲル強度を有し、ゲル強度に優れるため、ステップ(iv)において形成される、複数の凍結乾燥後粒子が、ゲルブロッキング等により一体化しにくく、一体化した凍結乾燥後粒子を粉砕工程が不要となる。従って、上記製造方法は、製造効率に優れる。 In the above production method, since the plurality of pre-lyophilized particles formed in step (iii) have a predetermined gel strength and are excellent in gel strength, the plurality of post-lyophilized particles formed in step (iv) are formed. , It is difficult to integrate due to gel blocking, etc., and the step of crushing the integrated freeze-dried particles becomes unnecessary. Therefore, the above manufacturing method is excellent in manufacturing efficiency.

[態様2]
ステップ(iv)が、上記複数の凍結乾燥された吸水性ポリマー粒子のブロックを、上記複数の凍結乾燥された吸水性ポリマー粒子の個々の粒子にほぐすステップをさらに含む、態様1に記載の製造方法。
[Aspect 2]
The production method according to aspect 1, wherein step (iv) further comprises a step of loosening the block of the lyophilized water-absorbent polymer particles into individual particles of the lyophilized water-absorbent polymer particles. ..

上記製造方法では、ステップ(iv)において、複数の凍結乾燥後粒子のブロックを、それらの個々の粒子にほぐすステップを含むので、複数の凍結乾燥後粒子が、それらのブロックを含みにくく、ひいては、上記製造方法において、粒度分布の狭い、複数の凍結乾燥後粒子を製造することができる。 In the above manufacturing method, in step (iv), a step of loosening a plurality of blocks of lyophilized particles into individual particles thereof is included, so that the plurality of lyophilized particles are less likely to contain those blocks, and thus the blocks are less likely to be contained. In the above production method, a plurality of freeze-dried particles having a narrow particle size distribution can be produced.

[態様3]
ステップ(iii)において、上記複数の吸水性ポリマー含水粒子に吸水させ、上記複数の凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子を形成する、態様1又は2に記載の製造方法。
[Aspect 3]
The production method according to aspect 1 or 2, wherein in step (iii), the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles are made to absorb water to form the plurality of water-absorbent polymer particles to be freeze-dried.

上記製造方法では、ステップ(iii)において、複数の吸水性ポリマー含水粒子に直接吸水させ、複数の凍結乾燥前粒子を形成するので、一度、複数の吸水性ポリマー粒子を形成し、次いで、複数の吸水性ポリマー粒子に吸水させる場合と比較して、製造効率に優れる。 In the above production method, in step (iii), a plurality of water-absorbent polymer water-containing particles are directly absorbed to form a plurality of pre-freeze-drying particles, so that a plurality of water-absorbent polymer particles are formed once, and then a plurality of water-absorbent polymer particles are formed. The production efficiency is excellent as compared with the case where the water-absorbent polymer particles absorb water.

[態様4]
ステップ(iii)において、上記複数の吸水性ポリマー含水粒子を乾燥することにより、複数の吸水性ポリマー粒子を形成し、次いで、上記複数の吸水性ポリマー粒子に吸水させ、上記複数の凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子を形成する、態様1又は2に記載の製造方法。
[Aspect 4]
In step (iii), the plurality of water-absorbent polymer particles should be dried to form the plurality of water-absorbent polymer particles, and then the plurality of water-absorbent polymer particles should be allowed to absorb water and the plurality of water-absorbent polymer particles should be freeze-dried. The production method according to aspect 1 or 2, wherein the water-absorbent polymer particles are formed.

上記製造方法では、ステップ(iii)において、複数の吸水性ポリマー粒子を形成し、次いで、複数の凍結乾燥前粒子を形成するので、複数の凍結乾燥前粒子の吸水度の制御がしやすくなり、ひいては、複数の凍結乾燥後粒子の特性、例えば、多孔性度を制御しやすくなる。 In the above production method, since a plurality of water-absorbent polymer particles are formed in step (iii) and then a plurality of pre-lyophilized particles are formed, it becomes easy to control the water absorption of the plurality of pre-lyophilized particles. As a result, it becomes easy to control the characteristics of the plurality of lyophilized particles, for example, the porosity.

[態様5]
上記複数の凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子が、10〜100倍の含水倍率(質量比)を有する、態様1〜4のいずれか一項に記載の製造方法。
[Aspect 5]
The production method according to any one of aspects 1 to 4, wherein the plurality of water-absorbent polymer particles to be freeze-dried have a water content ratio (mass ratio) of 10 to 100 times.

上記製造方法では、ステップ(iii)において、複数の凍結乾燥前粒子の吸水度を所定の範囲に調整するので、ステップ(iv)において形成される凍結乾燥後粒子が、その性能に優れる。 In the above production method, since the water absorption of the plurality of pre-freeze-dried particles is adjusted within a predetermined range in step (iii), the post-lyophilized particles formed in step (iv) are excellent in their performance.

[態様6]
上記複数の吸水性ポリマー含水粒子が、水分率1質量%以下に乾燥させた場合に、0.01〜0.20の粒径の変動係数を有する、態様1〜5のいずれか一項に記載の製造方法。
[Aspect 6]
The item according to any one of aspects 1 to 5, wherein the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles have a coefficient of variation of a particle size of 0.01 to 0.20 when dried to a water content of 1% by mass or less. Manufacturing method.

上記製造方法では、複数の吸水性ポリマー含水粒子が、所定の水分率まで乾燥させた場合に所定の粒径の変動係数を有するので、複数の吸水性ポリマー含水粒子が同様の粒径の変動係数を有しやすく、そしてステップ(iv)における凍結乾燥前粒子が、同様の粒径の変動係数を有しやすくなる。その結果、ステップ(iv)において、凍結乾燥前粒子同士の接点が少なくなり、複数の凍結乾燥後粒子が、凝集、一体化等しにくくなる。
また、上記製造方法では、複数の吸水性ポリマー含水粒子が、所定の水分率まで乾燥させた場合に所定の粒径の変動係数を有するので、ステップ(iii)における吸水時間と、ステップ(iv)における凍結乾燥時間とを短縮化することができる。
In the above production method, since the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles have a coefficient of variation of a predetermined particle size when dried to a predetermined water content, the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles have a coefficient of variation of the same particle size. And the pre-freeze-drying particles in step (iv) are likely to have a similar coefficient of variation in particle size. As a result, in the step (iv), the number of contacts between the pre-lyophilized particles is reduced, and it becomes difficult for the plurality of post-lyophilized particles to aggregate, integrate, and the like.
Further, in the above production method, since the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles have a coefficient of variation of a predetermined particle size when dried to a predetermined water content, the water absorption time in step (iii) and the water absorption time in step (iv) The freeze-drying time in the above can be shortened.

[態様7]
上記複数の吸水性ポリマー含水粒子が、水分率1質量%以下に乾燥させた場合に、0.90〜0.99の平均真球度を有する、態様1〜6のいずれか一項に記載の製造方法。
[Aspect 7]
The item according to any one of aspects 1 to 6, wherein the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles have an average sphericity of 0.99 to 0.99 when dried to a water content of 1% by mass or less. Production method.

上記製造方法では、複数の吸水性ポリマー粒子が、所定の水分率まで乾燥させた場合に所定の平均真球度を有するので、複数の吸水性ポリマー含水粒子が同様の平均真球度を有しやすく、そしてステップ(iv)における凍結乾燥前粒子が、同様の粒径の変動係数を有しやすくなる。その結果、ステップ(iv)において、凍結乾燥前粒子同士の接点が少なくなり、複数の凍結乾燥後粒子が、凝集、一体化等しにくくなる。
また、上記製造方法では、複数の吸水性ポリマー含水粒子が、所定の水分率まで乾燥させた場合に所定の平均真球度を有するので、ステップ(iii)における吸水時間と、ステップ(iv)における凍結乾燥時間とを短縮化することができる。
In the above production method, since the plurality of water-absorbent polymer particles have a predetermined average sphericity when dried to a predetermined water content, the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles have the same average sphericity. It is easy, and the pre-freeze-dried particles in step (iv) are likely to have a similar coefficient of variation in particle size. As a result, in the step (iv), the number of contacts between the pre-lyophilized particles is reduced, and it becomes difficult for the plurality of post-lyophilized particles to aggregate, integrate, and the like.
Further, in the above production method, since the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles have a predetermined average sphericity when dried to a predetermined water content, the water absorption time in step (iii) and the water absorption time in step (iv) The freeze-drying time can be shortened.

[態様8]
上記複数の吸水性ポリマー含水粒子が、含水倍率1000倍において60〜200mNのゲル強度を有する、態様1〜7のいずれか一項に記載の製造方法。
[Aspect 8]
The production method according to any one of aspects 1 to 7, wherein the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles have a gel strength of 60 to 200 mN at a water content ratio of 1000 times.

上記製造方法では、複数の吸水性ポリマー含水粒子が、所定のゲル強度を有するので、ステップ(ii)において形成される複数の吸水性ポリマー含水粒子同士が衝突等した際に、吸水性ポリマー含水粒子から微細な粒子片が発生する、吸水性ポリマー含水粒子にヒビが入る等の現象が生じにくくなる。その結果、ステップ(iv)において、凍結乾燥後粒子が、微細な粒子片により、凝集、一体化等しにくくなる。
また、上記吸水性ポリマー含水粒子が上述のゲル強度を有することにより、ステップ(iii)及びステップ(iv)において、凍結乾燥前粒子同士が衝突等した際に、凍結乾燥前粒子から微細な粒子片が発生する、吸水性ポリマー含水粒子にヒビが入る等の現象が生じにくくなる。さらに、ステップ(iv)において、凍結乾燥前粒子同士がゲルブロッキングしにくくなり、そして複数の凍結乾燥後粒子が、凝集、一体化等しにくくなる。
In the above production method, since the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles have a predetermined gel strength, the water-absorbent polymer water-containing particles are formed when the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles formed in step (ii) collide with each other. It becomes difficult for phenomena such as the generation of fine particle fragments and the cracking of water-absorbent polymer water-containing particles. As a result, in the step (iv), the particles after freeze-drying are less likely to aggregate, integrate, etc. due to the fine particle pieces.
Further, since the water-absorbent polymer water-containing particles have the above-mentioned gel strength, when the particles before freeze-drying collide with each other in the step (iii) and the step (iv), the particles before freeze-drying become fine particle fragments. , And cracks in the water-absorbent polymer water-containing particles are less likely to occur. Further, in the step (iv), the pre-lyophilized particles are less likely to gel-block, and the plurality of post-lyophilized particles are less likely to aggregate, integrate, and the like.

[態様9]
ステップ(i)において、上記複数の液滴が0.01〜0.20の液滴径の変動係数を有するように、上記複数の液滴を上記疎水性溶媒に放出する、態様1〜8のいずれか一項に記載の製造方法。
[Aspect 9]
In step (i), the plurality of droplets are discharged into the hydrophobic solvent so that the plurality of droplets have a coefficient of variation of a droplet diameter of 0.01 to 0.20, according to aspects 1 to 8. The manufacturing method according to any one of the items.

上記製造方法では、ステップ(i)において、上記複数の液滴が、所定の液滴径の変動係数を有するので、製造される複数の吸水性ポリマー粒子が、所定の粒径の変動係数を有しやすくなり、ひいては上記製造方法が、態様7の効果を有しやすくなる。 In the above manufacturing method, in step (i), since the plurality of droplets have a coefficient of variation of a predetermined droplet diameter, the plurality of water-absorbent polymer particles produced have a coefficient of variation of a predetermined particle size. As a result, the above-mentioned manufacturing method tends to have the effect of the seventh aspect.

[態様10]
上記ラジカル重合開始剤が光ラジカル重合開始剤であり、上記複数の吸水性ポリマー含水粒子を形成するステップにおいて、上記複数の液滴に光を照射することにより、上記複数の液滴内の上記重合組成物を光重合させる、態様1〜9のいずれか一項に記載の製造方法。
上記製造方法では、上記ラジカル重合開始剤が光ラジカル重合開始剤であることにより、製造される上記複数の吸水性ポリマー含水粒子が、上述の特性を有しやすくなる。
[Aspect 10]
The radical polymerization initiator is a photoradical polymerization initiator, and in the step of forming the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles, the plurality of droplets are irradiated with light to carry out the above polymerization in the plurality of droplets. The production method according to any one of aspects 1 to 9, wherein the composition is photopolymerized.
In the above production method, since the radical polymerization initiator is a photoradical polymerization initiator, the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles produced are likely to have the above-mentioned characteristics.

[態様11]
複数の吸水性ポリマー含水粒子を形成するステップにおいて、上記疎水性溶媒の温度が、0℃超且つ30℃以下の範囲にある、態様1〜10のいずれか一項に記載の製造方法。
上記製造方法では、記疎水性溶媒の温度が所定の範囲にあることにより、製造される上記複数の吸水性ポリマー含水粒子が、上述の特性を有しやすくなる。また、上記複数の吸水性ポリマー吸水粒子が、気泡を含みにくくなる。
[Aspect 11]
The production method according to any one of aspects 1 to 10, wherein the temperature of the hydrophobic solvent is in the range of more than 0 ° C. and 30 ° C. or lower in the step of forming the water-absorbent polymer water-containing particles.
In the above production method, when the temperature of the hydrophobic solvent is within a predetermined range, the plurality of produced water-absorbent polymer water-containing particles tend to have the above-mentioned characteristics. In addition, the plurality of water-absorbent polymer water-absorbing particles are less likely to contain air bubbles.

[態様12]
上記疎水性溶媒が、シリコーンオイル、油及び炭化水素、並びにそれらの任意の組み合わせから成る群から選択される、態様1〜11のいずれか一項に記載の製造方法。
上記製造方法では、製造される複数の吸水性ポリマー粒子が、上述の特性を有しやすくなる。
[Aspect 12]
The production method according to any one of aspects 1 to 11, wherein the hydrophobic solvent is selected from the group consisting of silicone oil, oil and hydrocarbon, and any combination thereof.
In the above-mentioned production method, the plurality of produced water-absorbent polymer particles tend to have the above-mentioned characteristics.

[定義]
・[吸水性ポリマー含水粒子]
本明細書において、「吸水性ポリマー含水粒子」は、本開示の製造方法のステップ(ii)において形成される粒子を意味する。
・[吸水性ポリマー粒子]
本明細書において、「吸水性ポリマー粒子」は、上述の「吸水性ポリマー含水粒子」から、後述の乾燥を行うことにより、水分を除去した粒子を意味する。
[Definition]
・ [Water-absorbent polymer water-containing particles]
As used herein, the term "water-absorbent polymer hydrous particles" means particles formed in step (ii) of the production method of the present disclosure.
・ [Water-absorbent polymer particles]
In the present specification, the "water-absorbent polymer particles" mean particles from which the above-mentioned "water-absorbent polymer water-containing particles" have been dried to remove water.

・[凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子]
本明細書において、「凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子」は、ステップ(iii)において形成される粒子である。吸水性ポリマー粒子は、概念上、水を含む吸水性ポリマー粒子を意味し、水を含む点で「吸水性ポリマー含水粒子」と同義である。
凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子は、吸水性ポリマー含水粒子に吸水させることにより形成される場合と、吸水性ポリマー含水粒子を乾燥し次いで吸水させることにより形成される場合とがある。
なお、本明細書では、「凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子」を、『凍結乾燥前粒子』と称する場合がある。
-[Water-absorbent polymer particles to be freeze-dried]
As used herein, the "water-absorbent polymer particles to be lyophilized" are the particles formed in step (iii). The water-absorbent polymer particles conceptually mean water-absorbent polymer particles containing water, and are synonymous with "water-absorbent polymer water-containing particles" in that they contain water.
The water-absorbent polymer particles to be freeze-dried may be formed by allowing the water-absorbent polymer water-containing particles to absorb water, or may be formed by drying the water-absorbent polymer water-containing particles and then causing them to absorb water.
In the present specification, "water-absorbent polymer particles to be freeze-dried" may be referred to as "pre-freeze-dried particles".

・[凍結乾燥された吸水性ポリマー粒子]
本明細書において、「凍結乾燥された吸水性ポリマー粒子」は、ステップ(iv)において形成される粒子である。
なお、本明細書では、「凍結乾燥された吸水性ポリマー粒子」を、『凍結乾燥後粒子』と称する場合がある。
-[Freeze-dried water-absorbent polymer particles]
As used herein, "lyophilized water-absorbent polymer particles" are particles formed in step (iv).
In the present specification, "lyophilized water-absorbent polymer particles" may be referred to as "lyophilized particles".

・[凍結乾燥]及び[乾燥]
本明細書において、「凍結乾燥」は、水分を昇華させることにより行う乾燥を意味する。上記凍結乾燥では、凍結させた対象物を、減圧下、凍結させたまま乾燥するのが一般的である。
また、本明細書において、単に「乾燥」と称する場合には、乾燥は、水分を昇華させずに行う乾燥を意味する。上記乾燥は、通常、0℃以上、例えば、常温、好ましくは、高温、例えば、40〜200℃の温度で実施することができる。上記乾燥は、1気圧又は減圧下で実施することができる。
・ [Freeze-drying] and [Drying]
As used herein, "lyophilization" means drying performed by sublimating water. In the above freeze-drying, the frozen object is generally dried under reduced pressure while being frozen.
Further, in the present specification, when simply referred to as "drying", drying means drying performed without sublimating water. The drying can usually be carried out at 0 ° C. or higher, for example, room temperature, preferably at a high temperature, for example, 40 to 200 ° C. The drying can be carried out under 1 atm or reduced pressure.

・重合組成物に関する「含水倍率」
本明細書において、重合組成物に関する「含水倍率」は、重合組成物の水の質量を、重合組成物が含む水以外の成分(例えば、エチレン系不飽和モノマー及びラジカル重合開始剤)の総質量で除することにより算出される。上記含水倍率は、重合組成物から形成される吸水性ポリマー含水粒子が、固形分である吸水性ポリマー粒子に対して、どの程度の水を含むか概算するための値である。
-"Moisture content" for the polymerization composition
In the present specification, the "moisture content ratio" with respect to the polymerization composition is the mass of water in the polymerization composition, which is the total mass of components other than water contained in the polymerization composition (for example, ethylene-based unsaturated monomer and radical polymerization initiator). Calculated by dividing by. The water content ratio is a value for estimating how much water the water-absorbent polymer water-containing particles formed from the polymerization composition contain with respect to the water-absorbent polymer particles which are solid contents.

・吸水性ポリマー含水粒子に関する「含水倍率」
本明細書では、吸水性ポリマー含水粒子に関する「含水倍率」は、吸水性ポリマー含水粒子のポリマー本体に対する、吸水性ポリマー含水粒子が含む水の比率(質量比)を意味する。同様に、凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子に関する「含水倍率」は、凍結乾燥すべき吸水性ポリマー含水粒子のポリマー本体に対する、凍結乾燥すべき吸水性ポリマー含水粒子が含む水の比率(質量比)を意味する。なお、ポリマー本体は、後述の「水分率」の測定における乾燥後粒子と同義である。
-"Water content ratio" for water-absorbent polymer water-containing particles
As used herein, the "moisture content ratio" of the water-absorbent polymer water-containing particles means the ratio (mass ratio) of water contained in the water-absorbent polymer water-containing particles to the polymer body of the water-absorbent polymer water-containing particles. Similarly, the "moisture content ratio" of the water-absorbent polymer particles to be freeze-dried is the ratio (mass ratio) of the water contained in the water-absorbent polymer particles to be freeze-dried to the polymer body of the water-absorbent polymer particles to be freeze-dried. Means. The polymer body is synonymous with the dried particles in the measurement of "moisture content" described later.

・「水分率」
本明細書では、粒子(吸水性ポリマー含水粒子、凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子、及び凍結乾燥された吸水性ポリマー粒子)に関する「水分率」は、粒子の総質量に対する、吸水性ポリマー粒子が含む水の百分率(質量比)を意味する。
·"Moisture percentage"
In the present specification, the "moisture content" of particles (water-absorbent polymer water-containing particles, water-absorbent polymer particles to be freeze-dried, and freeze-dried water-absorbent polymer particles) is the water-absorbent polymer particles with respect to the total mass of the particles. It means the percentage (mass ratio) of water contained.

水分率は、以下の通り測定される。
質量:m1(g)を測定した吸水性ポリマー粒子を、110℃のオーブンで10時間乾燥することにより乾燥後粒子を形成し、乾燥後粒子の質量:m2(g)を測定し、以下の式:
水分率(質量%)=(m1−m2)/m1
により算出する。
なお、本明細書では、吸水性ポリマー含水粒子又は凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子を水分率が1質量%以下に乾燥させたものを、「吸水性ポリマー粒子」と称する場合がある。
Moisture content is measured as follows.
The water-absorbent polymer particles having a mass of m 1 (g) were dried in an oven at 110 ° C. for 10 hours to form particles after drying, and the mass of the particles after drying: m 2 (g) was measured. Formula:
Moisture content (mass%) = (m 1 − m 2 ) / m 1
Calculated by
In the present specification, water-absorbent polymer particles or water-absorbent polymer particles to be freeze-dried, which are dried to a moisture content of 1% by mass or less, may be referred to as "water-absorbent polymer particles".

本開示の複数の凍結乾燥された吸水性ポリマー粒子の製造方法(以下、単に「本開示の製造方法」と称する場合がある)は、以下のステップを含む。
(i)エチレン系不飽和モノマー、ラジカル重合開始剤及び水を含む重合組成物を、複数の液滴として、疎水性溶媒に放出するステップ(以下、「液滴放出ステップ」と称する場合がある)
(ii)上記疎水性溶媒内で、上記複数の液滴内の上記重合組成物を重合させ、上記複数の液滴から複数の吸水性ポリマー含水粒子を形成するステップ(以下、「吸水性ポリマー含水粒子形成ステップ」と称する場合がある)
(iii)上記複数の吸水性ポリマー含水粒子から、複数の凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子を形成するステップ(以下、「凍結乾燥前粒子形成ステップ」と称する場合がある)
(iv)上記複数の凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子を凍結乾燥し、複数の凍結乾燥された吸水性ポリマー粒子を形成するステップ(以下、「凍結乾燥後粒子形成ステップ」と称する場合がある)
The method for producing a plurality of lyophilized water-absorbent polymer particles of the present disclosure (hereinafter, may be simply referred to as "the production method of the present disclosure") includes the following steps.
(I) A step of discharging a polymerization composition containing an ethylene-based unsaturated monomer, a radical polymerization initiator and water as a plurality of droplets into a hydrophobic solvent (hereinafter, may be referred to as a "droplet discharge step").
(Ii) A step of polymerizing the polymerization composition in the plurality of droplets in the hydrophobic solvent to form a plurality of water-absorbent polymer water-containing particles from the plurality of droplets (hereinafter, “water-absorbent polymer water-containing particles”). Sometimes referred to as "particle formation step")
(Iii) A step of forming a plurality of water-absorbent polymer particles to be freeze-dried from the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles (hereinafter, may be referred to as “pre-freeze-drying particle formation step”).
(Iv) A step of freeze-drying a plurality of the water-absorbent polymer particles to be freeze-dried to form a plurality of freeze-dried water-absorbent polymer particles (hereinafter, may be referred to as a “particle formation step after freeze-drying”).

[液滴放出ステップ(ステップ(i))]
液滴放出ステップにおける重合組成物は、エチレン系不飽和モノマー、ラジカル重合開始剤、水等を含む。
上記エチレン系不飽和モノマーとしては、当技術分野で用いられるものであれば、特に制限されず、例えば、(メタ)アクリル酸系モノマーが挙げられる。なお、(メタ)アクリル酸は、アクリル酸及び/又はメタクリル酸を意味する。
上記重合組成物は、上記エチレン系不飽和モノマーを、好ましくは30〜80質量%、より好ましくは35〜70質量%、そしてさらに好ましくは40〜70質量%の比率で含む。
[Drop emission step (step (i))]
The polymerization composition in the droplet emission step contains an ethylene-based unsaturated monomer, a radical polymerization initiator, water and the like.
The ethylene-based unsaturated monomer is not particularly limited as long as it is used in the art, and examples thereof include (meth) acrylic acid-based monomers. In addition, (meth) acrylic acid means acrylic acid and / or methacrylic acid.
The polymerization composition contains the ethylene-based unsaturated monomer in a ratio of preferably 30 to 80% by mass, more preferably 35 to 70% by mass, and even more preferably 40 to 70% by mass.

上記(メタ)アクリル酸系モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸(すなわち、(メタ)アクリル酸の非中和物)、(メタ)アクリル酸の中和物、(メタ)アクリル酸の誘導体、例えば、エステル化物等が挙げられる。
上記(メタ)アクリル酸の中和物としては、例えば、(メタ)アクリル酸のアルカリ金属塩が挙げられる。上記アルカリ金属塩としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム塩等が挙げられ、ナトリウム及びカリウム塩が好ましい。
Examples of the (meth) acrylic acid-based monomer include (meth) acrylic acid (that is, a non-neutralized product of (meth) acrylic acid), a neutralized product of (meth) acrylic acid, and a derivative of (meth) acrylic acid. For example, esterified products and the like can be mentioned.
Examples of the neutralized product of (meth) acrylic acid include alkali metal salts of (meth) acrylic acid. Examples of the alkali metal salt include lithium, sodium, potassium salt and the like, and sodium and potassium salts are preferable.

なお、上記重合組成物から形成される凍結乾燥後粒子が、(メタ)アクリル酸系モノマーに由来するモノマー骨格を有する場合には、凍結乾燥後粒子では、(メタ)アクリル酸の誘導体に由来するモノマー骨格を除き、酸基(カルボキシル基)の85〜100モル%が、中和されていることが好ましい。 When the post-freeze-dried particles formed from the above polymerization composition have a monomer skeleton derived from a (meth) acrylic acid-based monomer, the post-freeze-dried particles are derived from a derivative of (meth) acrylic acid. Except for the monomer skeleton, it is preferable that 85 to 100 mol% of the acid group (carboxyl group) is neutralized.

従って、凍結乾燥後粒子において、(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸の中和物に由来する骨格の酸基(カルボキシル基)の85〜100モル%が中和されている場合には、上記重合組成物が、酸基の85〜100モル%が中和された(メタ)アクリル酸系モノマーを含んでもよく、あるいは、例えば、吸水性ポリマー含水粒子に含まれる上記酸基を中和し、最終的に、凍結乾燥後粒子が、酸基の85〜100モル%が中和された(メタ)アクリル酸系モノマーに由来する骨格を含むようにしてもよい。 Therefore, when 85 to 100 mol% of the acid groups (carboxyl groups) of the skeleton derived from the neutralized product of (meth) acrylic acid and (meth) acrylic acid are neutralized in the particles after freeze-drying, The polymerization composition may contain a (meth) acrylic acid-based monomer in which 85 to 100 mol% of the acid groups have been neutralized, or, for example, the acid groups contained in the water-absorbent polymer water-containing particles have been neutralized. Finally, the freeze-dried particles may contain a skeleton derived from a (meth) acrylic acid-based monomer in which 85-100 mol% of acid groups have been neutralized.

上記重合組成物は、架橋剤を含むことが好ましい。上記架橋剤としては、例えば、(i)重合性不飽和基を少なくとも2つ有する重合性架橋剤、(ii)カルボキシル基と反応しうる反応性基を少なくとも2つ有する反応性架橋剤、(iii)重合性不飽和基と、カルボキシル基と反応しうる反応性基とを有する重合性反応性架橋剤が挙げられる。形成される凍結乾燥後粒子の吸水特性の観点からは、上記架橋剤としては、アクリレート系、アリル系、アクリルアミド系の重合性架橋剤であることが好ましい。上記重合組成物が架橋剤を含む場合には、上記重合組成物は、上記架橋剤を、エチレン系不飽和モノマーに対して、好ましくは0.02〜0.15モル%の割合で含む。 The polymerization composition preferably contains a cross-linking agent. Examples of the cross-linking agent include (i) a polymerizable cross-linking agent having at least two polymerizable unsaturated groups, (ii) a reactive cross-linking agent having at least two reactive groups capable of reacting with a carboxyl group, and (iii). ) A polymerizable reactive cross-linking agent having a polymerizable unsaturated group and a reactive group capable of reacting with a carboxyl group can be mentioned. From the viewpoint of the water absorption characteristics of the formed freeze-dried particles, the cross-linking agent is preferably an acrylate-based, allyl-based, or acrylamide-based polymerizable cross-linking agent. When the polymerization composition contains a cross-linking agent, the polymerization composition contains the cross-linking agent in a ratio of 0.02 to 0.15 mol% with respect to the ethylene-based unsaturated monomer.

上記架橋剤としては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、トリアリルイソシアヌレート、(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリ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等が挙げられる。 Examples of the cross-linking agent include ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, trimethyl propantri (meth) acrylate, and penta. Elyslitol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, N, N'-methylenebis (meth) acrylamide, triallyl isocyanurate, (poly) ethylene glycol diglycidyl ether, glycerin polyglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, Examples thereof include pentaerythritol polyglycidyl ether and the like.

上記ラジカル重合開始剤としては、例えば、光ラジカル重合開始剤、熱ラジカル重合開始剤が挙げられる。
形成される凍結乾燥後粒子の特性の観点からは、上記ラジカル重合開始剤は、光ラジカル重合開始剤であることが好ましく、ラジカル重合開始剤が、熱ラジカル重合開始剤を含む場合には、光ラジカル重合開始剤と併用されることが好ましい。
上記重合組成物は、上記ラジカル重合開始剤を、エチレン系不飽和モノマーに対して、好ましくは0.001〜20質量%、そしてより好ましくは0.1〜10質量%の割合で含む。
Examples of the radical polymerization initiator include a photoradical polymerization initiator and a thermal radical polymerization initiator.
From the viewpoint of the characteristics of the particles formed after freeze-drying, the radical polymerization initiator is preferably a photoradical polymerization initiator, and when the radical polymerization initiator contains a thermal radical polymerization initiator, light It is preferably used in combination with a radical polymerization initiator.
The polymerization composition contains the radical polymerization initiator in a proportion of preferably 0.001 to 20% by mass, more preferably 0.1 to 10% by mass, based on the ethylene-based unsaturated monomer.

上記光ラジカル重合開始剤としては、約200nm〜約600nmの波長の光によりラジカルを発生しうるものが好ましく、例えば、ベンゾイン、アセトイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフェノン、ベンジル、ミヒラーズケトン、キサントン、クロロチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、ナフトール、アントラキノン、ヒドロキシアントラセン、アセトフェノンジエチルケタール、α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチルフェニルプロパン、それらの任意の組み合わせ等が挙げられる。 As the photoradical polymerization initiator, those capable of generating radicals with light having a wavelength of about 200 nm to about 600 nm are preferable, and for example, benzoin, acetoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzophenone, benzyl, etc. Michler's ketone, xantone, chlorothioxanthone, isopropylthioxanthone, benzyldimethylketal, naphthol, anthraquinone, hydroxyanthracene, acetophenone diethyl ketal, α-hydroxycyclohexylphenylketone, 2-hydroxy-2-methylphenylpropane, any combination thereof, etc. Be done.

上記熱ラジカル重合開始剤としては、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩、t−ブチルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシピバレート、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等が挙げられる。 Examples of the thermal radical polymerization initiator include azobisisobutyronitrile, 4,4'-azobis (4-cyanovaleric acid), 1,1'-azobis (cyclohexanecarbonitrile), and 2,2'-azobis. (2-Methylpropionitrile), 2,2'-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride, t-butyl peroxide, cumene hydroperoxide, di-t-butyl peroxide, acetyl peroxide, lauroyl Peroxide, stearoyl peroxide, benzoyl peroxide, t-butylperoxyacetate, t-butylperoxyisobutyrate, t-butylperoxypivalate, methylethylketone peroxide, cyclohexanone peroxide, hydrogen peroxide, ammonium persulfate, Examples include potassium persulfate.

上記重合組成物は、好ましくは0.1〜9倍、より好ましくは0.2〜6倍、そしてさらに好ましくは0.5〜4倍の含水倍率(質量比)を有する。上記重合組成物が、上記含水倍率を満たすように水を含むことにより、重合組成物の液滴の温度が、エチレン系不飽和モノマーの重合に伴って発生する熱により上昇しにくくなる、また、吸水性ポリマー含水粒子のハンドリング性を維持したまま、吸水性ポリマー含水粒子が含む水を、次の凍結乾燥後粒子形成ステップに利用することができる。 The polymerization composition preferably has a water content ratio (mass ratio) of 0.1 to 9 times, more preferably 0.2 to 6 times, and even more preferably 0.5 to 4 times. When the polymerization composition contains water so as to satisfy the water content ratio, the temperature of the droplets of the polymerization composition is less likely to rise due to the heat generated by the polymerization of the ethylene-based unsaturated monomer. The water contained in the water-absorbent polymer water-containing particles can be used in the next post-freeze-drying particle formation step while maintaining the handleability of the water-absorbent polymer water-containing particles.

上記疎水性溶媒としては、重合組成物と混和せず、重合組成物中の成分と反応しないものであれば、特に制限されない。また、上記疎水性溶媒は、重合組成物に近い比重を有することが好ましい。
上記疎水性溶媒としては、例えば、シリコーンオイル(例えば、ジメチルポリシロキサン)、油(例えば、トリグリセリド、例えば、植物性油、例えば、中鎖脂肪酸トリグリセリド)、炭化水素(例えば、流動パラフィン)、それらの任意の組み合わせ等が挙げられる。
The hydrophobic solvent is not particularly limited as long as it is immiscible with the polymerization composition and does not react with the components in the polymerization composition. Further, the hydrophobic solvent preferably has a specific gravity close to that of the polymerization composition.
Examples of the hydrophobic solvent include silicone oil (for example, dimethylpolysiloxane), oil (for example, triglyceride, for example, vegetable oil, for example, medium-chain fatty acid triglyceride), hydrocarbon (for example, liquid paraffin), and the like. Any combination and the like can be mentioned.

上記疎水性溶媒の温度は、好ましくは0℃超且つ30℃以下の範囲にある。そうすることにより、製造される上記複数の吸水性ポリマー含水粒子が、上述の特性を有しやすくなる。また、上記複数の吸水性ポリマー吸水粒子が、気泡を含みにくくなる。 The temperature of the hydrophobic solvent is preferably in the range of more than 0 ° C. and 30 ° C. or lower. By doing so, the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles produced are likely to have the above-mentioned properties. In addition, the plurality of water-absorbent polymer water-absorbing particles are less likely to contain air bubbles.

上記重合組成物は、疎水性溶媒に液滴として放出されるのであれば、放出方法は特に制限されず、例えば、上記重合組成物は、射出ノズルを備える重合装置を用いて、液滴として、疎水性溶媒に放出される。具体的には、上記射出ノズルの先端を、疎水性溶媒中に浸漬した状態で、上記重合組成物を、上記射出ノズルから、疎水性溶媒中に、直接、定量的に射出し、疎水性溶媒内で上述の液滴を形成する。上記射出ノズルから、重合組成物を射出する量としては、例えば、30〜60mL/分が挙げられる。上記射出ノズルは、特開2008−11765号公報等に記載されるものを利用することができ、そして図1に示される重合装置1に関連して後述する。上記重合組成物は、疎水性溶媒の内部に液滴として放出されることが好ましい。液滴の形状を保持するためである。 As long as the polymerization composition is released as droplets in a hydrophobic solvent, the release method is not particularly limited. For example, the polymerization composition can be used as droplets by using a polymerization apparatus provided with an injection nozzle. Released into a hydrophobic solvent. Specifically, with the tip of the injection nozzle immersed in a hydrophobic solvent, the polymerization composition is directly and quantitatively injected from the injection nozzle into a hydrophobic solvent to obtain a hydrophobic solvent. The above-mentioned droplets are formed within. The amount of the polymerization composition injected from the injection nozzle is, for example, 30 to 60 mL / min. As the injection nozzle, those described in JP-A-2008-11765 and the like can be used, and will be described later in relation to the polymerization apparatus 1 shown in FIG. The polymerization composition is preferably released as droplets inside the hydrophobic solvent. This is to maintain the shape of the droplet.

上記複数の液滴のそれぞれが、原則として、重合により、複数の吸水性ポリマー含水粒子(複数の吸水性ポリマー粒子)のそれぞれを形成する。従って、所定の粒径の変動係数を有する、複数の吸水性ポリマー粒子を製造する観点からは、上記複数の液滴は、所定の液滴径の変動係数を有することが好ましい。具体的には、上記複数の液滴は、吸水性ポリマー粒子の粒径の変動係数と同様の液滴径の変動係数を有することが好ましく、好ましくは0.01〜0.20、より好ましくは0.03〜0.15、そしてさらに好ましくは0.05〜0.10の粒径の変動係数を有する。 As a general rule, each of the plurality of droplets forms each of the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles (plurality of water-absorbent polymer particles) by polymerization. Therefore, from the viewpoint of producing a plurality of water-absorbent polymer particles having a coefficient of variation of a predetermined particle size, the plurality of droplets preferably have a coefficient of variation of a predetermined droplet diameter. Specifically, the plurality of droplets preferably have a coefficient of variation of the particle size similar to the coefficient of variation of the particle size of the water-absorbent polymer particles, preferably 0.01 to 0.20, and more preferably 0.01 to 0.20. It has a coefficient of variation of particle size of 0.03 to 0.15, and more preferably 0.05 to 0.10.

また、上記複数の液滴が、上述の液滴径の変動係数を有することにより、複数の吸水性ポリマー含水粒子(複数の吸水性ポリマー粒子)のそれぞれが、均質な特性を有しやすくなり、ひいては、複数の吸水性ポリマー含水粒子(複数の吸水性ポリマー粒子)が、小さな粒径の変動係数、高い平均真球度、吸水した際の高いゲル強度等を有しやすくなる。
上記液滴径の変動係数は、後述する吸水性ポリマー粒子の変動係数の測定方法と同様に測定されうる。
Further, since the plurality of droplets have the above-mentioned fluctuation coefficient of the droplet diameter, each of the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles (plurality of water-absorbent polymer particles) tends to have uniform characteristics. As a result, the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles (plurality of water-absorbent polymer particles) are likely to have a small particle size variation coefficient, a high average sphericity, a high gel strength when water is absorbed, and the like.
The coefficient of variation of the droplet diameter can be measured in the same manner as the method for measuring the coefficient of variation of water-absorbent polymer particles, which will be described later.

[吸水性ポリマー含水粒子形成ステップ(ステップ(ii))]
吸水性ポリマー含水粒子形成ステップでは、疎水性溶媒内で、複数の液滴内の重合組成物を重合させ、複数の吸水性ポリマー含水粒子を形成する。
ラジカル重合開始剤が、光ラジカル重合開始剤である場合には、光源、例えば、水銀灯、蛍光灯、キセノンランプ、カーボンアーク灯、メタルハライド灯、UV-LEDランプ等から、光、例えば、約200nm〜約600nmの波長の光を、例えば、疎水性溶媒及び複数の液滴を含む形成管に照射し、複数の液滴のそれぞれにおいて、重合組成物を光重合させ、複数の液滴のそれぞれから、吸水性ポリマー含水粒子を形成することができる。当該観点からは、疎水性溶媒は、光源から照射される光の波長に対する透過率が高いことが好ましい。また、上記形成管は、光源から照射される光の波長に対する透過率が高いことが好ましく、例えば、石英ガラスから形成される。
[Step of forming water-absorbent polymer water-containing particles (step (ii))]
In the water-absorbent polymer water-containing particle forming step, the polymerization composition in the plurality of droplets is polymerized in the hydrophobic solvent to form a plurality of water-absorbent polymer water-containing particles.
When the radical polymerization initiator is a photoradical polymerization initiator, light from a light source such as a mercury lamp, a fluorescent lamp, a xenon lamp, a carbon arc lamp, a metal halide lamp, a UV-LED lamp, or the like, for example, from about 200 nm to Light having a wavelength of about 600 nm is applied to, for example, a hydrophobic solvent and a forming tube containing a plurality of droplets, and the polymerization composition is photopolymerized in each of the plurality of droplets, and the polymerization composition is photopolymerized from each of the plurality of droplets. Water-absorbent polymer Water-containing particles can be formed. From this point of view, the hydrophobic solvent preferably has a high transmittance with respect to the wavelength of the light emitted from the light source. Further, the forming tube preferably has a high transmittance with respect to the wavelength of the light emitted from the light source, and is formed of, for example, quartz glass.

上記ラジカル重合開始剤が、光ラジカル重合開始剤のみを含む場合には、重合組成物及び疎水性溶媒は、加熱されないことが好ましい。形成される、複数の吸水性ポリマー含水粒子(複数の吸水性ポリマー粒子)が、気泡を含みにくくなるためである。 When the radical polymerization initiator contains only a photoradical polymerization initiator, it is preferable that the polymerization composition and the hydrophobic solvent are not heated. This is because the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles (plurality of water-absorbent polymer particles) formed are less likely to contain air bubbles.

上記ラジカル重合開始剤が、熱ラジカル重合開始剤のみを含む場合には、疎水性溶媒の温度は、熱ラジカル重合開始剤が機能しうる温度、例えば、10時間半減期温度以上の温度に維持することが好ましい。上記ラジカル重合開始剤が、熱ラジカル重合開始剤のみを含む場合には、例えば、疎水性溶媒及び複数の液滴を含む重合槽を、当該熱ラジカル重合開始剤の10時間半減期温度以上の温度に維持することにより、複数の液滴のそれぞれにおいて、重合組成物を熱重合させ、複数の液滴のそれぞれから、吸水性ポリマー含水粒子を形成することができる。 When the radical polymerization initiator contains only the thermal radical polymerization initiator, the temperature of the hydrophobic solvent is maintained at a temperature at which the thermal radical polymerization initiator can function, for example, a temperature having a half-life temperature of 10 hours or more. Is preferable. When the radical polymerization initiator contains only the thermal radical polymerization initiator, for example, the temperature of the polymerization tank containing the hydrophobic solvent and a plurality of droplets is equal to or higher than the 10-hour half-life temperature of the thermal radical polymerization initiator. By maintaining the temperature at, the polymerization composition can be thermally polymerized in each of the plurality of droplets, and water-absorbent polymer water-containing particles can be formed from each of the plurality of droplets.

なお、この場合には、液滴を形成する前の重合組成物を加熱しないことが好ましい。重合組成物が、疎水性溶媒に液滴として放出される前に重合が開始し、重合性組成物が液滴化しにくくなる可能性があるからである。 In this case, it is preferable not to heat the polymerization composition before forming the droplets. This is because the polymerization may start before the polymerization composition is released as droplets into the hydrophobic solvent, making it difficult for the polymerizable composition to form droplets.

上記ラジカル重合開始剤が、光ラジカル重合開始剤及び熱ラジカル重合開始剤の両方を含む場合には、液滴を形成する前の重合組成物を、加熱しないことが好ましい。重合組成物が疎水性溶媒に液滴として放出される前に重合が開始し、重合性組成物が液滴化しにくくなる可能性があるからである。また、疎水性溶媒を、熱ラジカル重合開始剤が機能しうる温度に維持することができる。さらに、例えば、形成管及び重合槽を備える重合装置を準備し、上記形成管において疎水性溶媒を室温に維持するとともに光源から光を照射して、重合組成物を光重合させ、次いで、上記重合槽において、疎水性溶媒を熱ラジカル重合開始剤が機能しうる温度に維持し、重合組成物を熱重合させてもよい。 When the radical polymerization initiator contains both a photoradical polymerization initiator and a thermal radical polymerization initiator, it is preferable not to heat the polymerization composition before forming droplets. This is because the polymerization may start before the polymerization composition is released as droplets into the hydrophobic solvent, and the polymerizable composition may be difficult to form into droplets. Also, the hydrophobic solvent can be maintained at a temperature at which the thermal radical polymerization initiator can function. Further, for example, a polymerization apparatus provided with a forming tube and a polymerization tank is prepared, the hydrophobic solvent is maintained at room temperature in the forming tube and light is irradiated from a light source to photopolymerize the polymerization composition, and then the polymerization is carried out. In the tank, the hydrophobic solvent may be maintained at a temperature at which the thermal radical polymerization initiator can function, and the polymerization composition may be thermally polymerized.

上記吸水性ポリマー含水粒子を水分率1質量%以下に乾燥させたもの、すなわち、吸水性ポリマー粒子が、好ましくは0.01〜0.20、より好ましくは0.03〜0.15、そしてさらに好ましくは0.05〜0.10の粒径の変動係数を有する。そうすることにより、複数の吸水性ポリマー含水粒子が、同様の粒径の変動係数を有しやすく、そしてステップ(iv)における凍結乾燥前粒子が、同様の粒径の変動係数を有しやすくなる。その結果、ステップ(iv)において、凍結乾燥前粒子同士の接点が少なくなり、複数の凍結乾燥後粒子が、凝集、一体化等しにくくなる。 The water-absorbent polymer water-containing particles dried to a moisture content of 1% by mass or less, that is, the water-absorbent polymer particles are preferably 0.01 to 0.20, more preferably 0.03 to 0.15, and further. It preferably has a variation coefficient of particle size of 0.05 to 0.10. By doing so, the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles are likely to have the same coefficient of variation in particle size, and the pre-lyophilized particles in step (iv) are likely to have the same coefficient of variation in particle size. .. As a result, in the step (iv), the number of contacts between the pre-lyophilized particles is reduced, and it becomes difficult for the plurality of post-lyophilized particles to aggregate, integrate, and the like.

また、そうすることにより、ステップ(iii)における吸水時間、すなわち、複数の吸水性ポリマー含水粒子に吸水させ、複数の凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子を形成する時間を短縮化させることができる。複数の吸水性ポリマー含水粒子の粒径の変動係数が小さくなることにより、複数の吸水性ポリマー含水粒子の個々の粒子の吸水速度にばらつきが生じにくくなるためである。 Further, by doing so, the water absorption time in the step (iii), that is, the time for allowing the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles to absorb water and forming the plurality of water-absorbent polymer particles to be freeze-dried can be shortened. This is because the coefficient of variation of the particle size of the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles is reduced, so that the water absorption rates of the individual particles of the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles are less likely to vary.

さらに、そうすることにより、ステップ(iv)における凍結乾燥時間、すなわち、複数の凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子を凍結乾燥し、複数の凍結乾燥された吸水性ポリマー粒子を形成する時間を短縮化することができる。凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子の粒径の変動係数が小さくなることにより、複数の凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子の個々の粒子の凍結乾燥速度にばらつきが生じにくくなるためである。 Further, by doing so, the lyophilization time in step (iv), that is, the time for lyophilizing the plurality of water-absorbent polymer particles to be lyophilized and forming the plurality of lyophilized water-absorbent polymer particles is shortened. can do. This is because the coefficient of variation of the particle size of the water-absorbent polymer particles to be freeze-dried becomes small, so that the freeze-drying rate of the individual particles of the plurality of water-absorbent polymer particles to be freeze-dried is less likely to vary.

上記吸水性ポリマー含水粒子を水分率1質量%以下に乾燥させたもの、すなわち、吸水性ポリマー粒子が、好ましくは0.90〜0.99、より好ましくは0.92〜0.98、そしてさらに好ましくは0.93〜0.97の平均真球度を有する。そうすることにより、複数の吸水性ポリマー含水粒子が同様の平均真球度を有しやすく、そしてステップ(iv)における凍結乾燥前粒子が、同様の粒径の変動係数を有しやすくなる。その結果、ステップ(iv)において、凍結乾燥前粒子同士の接点が少なくなり、複数の凍結乾燥後粒子が、凝集、一体化等しにくくなる。 The water-absorbent polymer water-containing particles dried to a moisture content of 1% by mass or less, that is, the water-absorbent polymer particles are preferably 0.99 to 0.99, more preferably 0.92 to 0.98, and further. It preferably has an average sphericity of 0.93 to 0.97. By doing so, the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles are likely to have the same average sphericity, and the pre-lyophilized particles in step (iv) are likely to have the same coefficient of variation in particle size. As a result, in the step (iv), the number of contacts between the pre-lyophilized particles is reduced, and it becomes difficult for the plurality of post-lyophilized particles to aggregate, integrate, and the like.

また、そうすることにより、ステップ(iii)における吸水時間、すなわち、複数の吸水性ポリマー含水粒子に吸水させ、複数の凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子を形成する時間を短縮化させることができる。複数の吸水性ポリマー含水粒子の平均真球度が高くなることにより、複数の吸水性ポリマー含水粒子の個々の粒子の吸水速度にばらつきが生じにくくなるためである。 Further, by doing so, the water absorption time in the step (iii), that is, the time for allowing the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles to absorb water and forming the plurality of water-absorbent polymer particles to be freeze-dried can be shortened. This is because the higher average sphericity of the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles makes it difficult for the water absorption rates of the individual particles of the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles to vary.

さらに、そうすることにより、ステップ(iv)における凍結乾燥時間、すなわち、複数の凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子を凍結乾燥し、複数の凍結乾燥された吸水性ポリマー粒子を形成する時間を短縮化することができる。凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子の平均真球度が高くなることにより、複数の凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子の個々の粒子の凍結乾燥速度にばらつきが生じにくくなるためである。 Further, by doing so, the lyophilization time in step (iv), that is, the time for lyophilizing the plurality of lyophilized water-absorbent polymer particles to be lyophilized and forming the plurality of lyophilized water-absorbent polymer particles is shortened. can do. This is because the higher average sphericity of the water-absorbent polymer particles to be freeze-dried makes it difficult for the freeze-drying rate of the individual particles of the plurality of water-absorbent polymer particles to be freeze-dried to vary.

なお、本明細書では、粒子の粒径、平均粒径、粒径の変動係数及び平均真球度は、以下の通り測定される。
(1)温度:20±5℃及び湿度:65±5%RHの恒温恒湿室に、キーエンス社製デジタルマイクロスコープ(商品名:VHX−1000,ズームレンズ:×20〜×200)及び付属のソフトウェアを準備する。
(2)粒子のサンプルを、上記恒温恒湿室に24時間静置する。
(3)上記デジタルマイクロスコープでサンプルを撮影する。
In this specification, the particle size, the average particle size, the coefficient of variation of the particle size, and the average sphericity are measured as follows.
(1) A digital microscope (trade name: VHX-1000, zoom lens: × 20 to × 200) manufactured by KEYENCE Co., Ltd. and attached to a constant temperature and humidity chamber with a temperature of 20 ± 5 ° C and a humidity of 65 ± 5% RH. Prepare the software.
(2) The particle sample is allowed to stand in the constant temperature and humidity chamber for 24 hours.
(3) Take a sample with the above digital microscope.

(4)各粒子の粒径は、各粒子の投影画像の投影面積から算出した円相当径を意味する。具体的には、各粒子の投影面積:Aを付属のソフトウェアで計測し、各粒子の円相当径:CDを、次の式:

Figure 0006865553
から算出する。
(5)平均粒径は、粒度分布(個数基準)のメジアン径(50p)を意味する。具体的には、付属のソフトウェアにて、粒子1,000個の円相当径CDの粒度分布(個数基準)を作成し、当該粒度分布(個数基準)からメジアン径(50p)を決定する。 (4) The particle size of each particle means the equivalent circle diameter calculated from the projected area of the projected image of each particle. Specifically, the projected area of each particle: A is measured with the attached software, and the equivalent circle diameter of each particle: CD is calculated by the following formula:
Figure 0006865553
Calculate from.
(5) The average particle size means the median diameter ( 50 D p ) of the particle size distribution (number basis). Specifically, at the supplied software to create a particle size distribution of the particles 1,000 equivalent circle diameter CD (the number basis), to determine a median diameter (50 D p) from the particle size distribution (number basis) ..

(6)粒径の変動係数は、上記粒度分布(個数基準)から、付属のソフトウェアにて算出する。
(7)平均真球度:Spは、粒子1,000個の真球度spの相加平均である。具体的には、各粒子の真球度:spは、各粒子の外縁から、最も長い径である長径:k1と、最も短い径である短径:k2とを測定し、次の式:
p=k2/k1
により算出する。なお、各粒子の長径:k1及び短径:k2は、付属のソフトウェアにより、自動で決定される。
(6) The coefficient of variation of the particle size is calculated from the above particle size distribution (number basis) by the attached software.
(7) Average sphericity: S p is the arithmetic mean of the particle 1,000 sphericity s p. Specifically, the sphericity of each particle: s p is from the outer edge of each particle, the major axis is the longest diameter and k 1, minor is the shortest diameter were measured and k 2, the following formula:
s p = k 2 / k 1
Calculated by The major axis: k 1 and minor axis: k 2 of each particle are automatically determined by the attached software.

上記吸水性ポリマー含水粒子は、含水倍率1000倍において、好ましくは60〜200mN、より好ましくは80〜160mN、そしてさらに好ましくは100〜140mNのゲル強度を有する。そうすることにより、ステップ(ii)において形成される複数の吸水性ポリマー含水粒子同士が衝突等した際に、吸水性ポリマー含水粒子から微細な粒子片が発生する、吸水性ポリマー含水粒子にヒビが入る等の現象が生じにくくなる。その結果、ステップ(iv)において、凍結乾燥後粒子が、微細な粒子片により、凝集、一体化等しにくくなる。 The water-absorbent polymer water-containing particles have a gel strength of preferably 60 to 200 mN, more preferably 80 to 160 mN, and even more preferably 100 to 140 mN at a water content of 1000 times. By doing so, when a plurality of water-absorbent polymer water-containing particles formed in step (ii) collide with each other, fine particle pieces are generated from the water-absorbent polymer water-containing particles, and the water-absorbent polymer water-containing particles are cracked. Phenomena such as entering are less likely to occur. As a result, in the step (iv), the particles after freeze-drying are less likely to aggregate, integrate, etc. due to the fine particle pieces.

また、上記吸水性ポリマー含水粒子が上述のゲル強度を有することにより、ステップ(iii)及びステップ(iv)において、凍結乾燥前粒子同士が衝突等した際に、凍結乾燥前粒子から微細な粒子片が発生する、吸水性ポリマー含水粒子にヒビが入る等の現象が生じにくくなる。さらに、ステップ(iv)において、凍結乾燥前粒子同士がゲルブロッキングしにくくなり、そして複数の凍結乾燥後粒子が、凝集、一体化等しにくくなる。 Further, since the water-absorbent polymer water-containing particles have the above-mentioned gel strength, when the particles before freeze-drying collide with each other in the step (iii) and the step (iv), the particles before freeze-drying become fine particle fragments. , And cracks in the water-absorbent polymer water-containing particles are less likely to occur. Further, in the step (iv), the pre-lyophilized particles are less likely to gel-block, and the plurality of post-lyophilized particles are less likely to aggregate, integrate, and the like.

本明細書では、上述のゲル強度は、以下の通り測定される。
(1)温度:20±5℃及び湿度:65±5%RHの恒温恒湿室に、ミネベア製テクノグラフTG−500Nを準備する。
(2)吸水性ポリマー含水粒子を、80℃で6時間乾燥した後、上記恒温恒湿室に24時間静置し、サンプルを準備する。
(3)10mg程度のサンプルの質量を正確に秤量し、サンプル10mg当たり、イオン交換水10gを加え、3時間静置して、サンプルを膨潤させる。
In the present specification, the above-mentioned gel strength is measured as follows.
(1) Prepare Minebea Technograph TG-500N in a constant temperature and humidity chamber with a temperature of 20 ± 5 ° C. and a humidity of 65 ± 5% RH.
(2) The water-absorbent polymer water-containing particles are dried at 80 ° C. for 6 hours and then allowed to stand in the constant temperature and humidity chamber for 24 hours to prepare a sample.
(3) The mass of a sample of about 10 mg is accurately weighed, 10 g of ion-exchanged water is added per 10 mg of the sample, and the mixture is allowed to stand for 3 hours to swell the sample.

(4)膨潤したサンプルから、膨潤した粒子1つを、テクノグラフTG−500Nの試料ステージに載せ、膨潤した粒子を2mm/分の速度で圧縮する。
(5)膨潤した粒子が破断した際の荷重を測定する。
(6)異なる膨潤した粒子で計50回の測定を行い、50回分の上記荷重の相加平均をゲル強度として採用する。
(4) From the swollen sample, one swollen particle is placed on the sample stage of the technograph TG-500N, and the swollen particle is compressed at a rate of 2 mm / min.
(5) Measure the load when the swollen particles break.
(6) A total of 50 measurements are performed with different swollen particles, and the arithmetic mean of the above loads for 50 times is adopted as the gel strength.

上記吸水性ポリマー含水粒子を水分率1質量%以下に乾燥させたもの、すなわち、吸水性ポリマー粒子は、任意の平均粒径を有しうるが、一般的には、100〜1,000μm、好ましくは300〜1,000μm、そしてより好ましくは300〜800μmの平均粒径を有する。
なお、平均粒径の測定方法は、上述の通りである。
The water-absorbent polymer water-containing particles dried to a moisture content of 1% by mass or less, that is, the water-absorbent polymer particles can have an arbitrary average particle size, but are generally 100 to 1,000 μm, preferably 100 to 1,000 μm. Has an average particle size of 300-1,000 μm, and more preferably 300-800 μm.
The method for measuring the average particle size is as described above.

吸水性ポリマー含水粒子形成ステップでは、複数の吸水性ポリマー含水粒子を形成した後、複数の吸水性ポリマー含水粒子を、疎水性溶媒から取り出すことが好ましい。 In the water-absorbent polymer water-containing particle forming step, it is preferable to take out the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles from the hydrophobic solvent after forming the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles.

[凍結乾燥前粒子形成ステップ(ステップ(iii))]
凍結乾燥前粒子形成ステップでは、複数の吸水性ポリマー含水粒子から、複数の凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子を形成する。
凍結乾燥前粒子形成ステップは、以下のステップを含むことができる。
(iii−1)複数の吸水性ポリマー含水粒子に吸水させ、複数の凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子を形成する(以下、「ステップ(iii−1)」と称する場合がある」)。
(iii−2)複数の吸水性ポリマー含水粒子を乾燥することにより、複数の吸水性ポリマー粒子を形成し、次いで、複数の吸水性ポリマー粒子に吸水させ、複数の凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子を形成する(以下、「ステップ(iii−2)」と称する場合がある」)。
[Parts of pre-lyophilization particle formation (step (iii))]
In the pre-lyophilization particle formation step, a plurality of water-absorbent polymer particles to be freeze-dried are formed from the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles.
The pre-lyophilization particle forming step can include the following steps:
(Iii-1) A plurality of water-absorbent polymer water-containing particles are allowed to absorb water to form a plurality of water-absorbent polymer particles to be freeze-dried (hereinafter, may be referred to as “step (iii-1)”).
(Iii-2) A plurality of water-absorbent polymer particles are dried to form a plurality of water-absorbent polymer particles, and then the plurality of water-absorbent polymer particles are allowed to absorb water, and a plurality of water-absorbent polymer particles to be freeze-dried. (Hereinafter, it may be referred to as "step (iii-2)").

ステップ(iii−1)では、複数の吸水性ポリマー含水粒子に吸水させ、具体的には、複数の吸水性ポリマー含水粒子を水で膨潤させ、複数の凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子を形成する。吸水させる前に、複数の吸水性ポリマー含水粒子の表面に付着した疎水性溶媒を除去することが好ましい。複数の凍結乾燥前粒子のそれぞれが、水を均一に含み、ひいては、複数の凍結乾燥後粒子が、凍結乾燥後に、孔を均一に備えることになるからである。ステップ(iii−1)は、製造効率の観点から好ましい。 In step (iii-1), a plurality of water-absorbent polymer water-containing particles are made to absorb water, specifically, the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles are swollen with water to form a plurality of water-absorbent polymer particles to be freeze-dried. .. Prior to water absorption, it is preferable to remove the hydrophobic solvent adhering to the surface of the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles. This is because each of the plurality of pre-lyophilized particles uniformly contains water, and thus the plurality of post-lyophilized particles uniformly provide pores after lyophilization. Step (iii-1) is preferable from the viewpoint of manufacturing efficiency.

ステップ(iii−2)では、疎水性溶媒から取り出した複数の吸水性ポリマー含水粒子を、乾燥し、複数の吸水性ポリマー粒子を形成した後、複数の吸水性ポリマー粒子に吸水させ、具体的には、複数の吸水性ポリマー粒子を水で膨潤させ、複数の凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子を形成する。ステップ(iii−2)を選択する場合には、乾燥の前に、複数の吸水性ポリマー含水粒子の表面に付着した疎水性溶媒を除去せず、乾燥の際に、上記疎水性溶媒を揮発させてもよい。
なお、乾燥の好ましい条件は、定義の箇所に記載されている。
ステップ(iii−2)は、凍結乾燥後粒子の特性を制御する観点から好ましい。
In step (iii-2), a plurality of water-absorbent polymer water-containing particles taken out from the hydrophobic solvent are dried to form a plurality of water-absorbent polymer particles, and then the water-absorbent polymer particles are allowed to absorb water, specifically. Swells a plurality of water-absorbent polymer particles with water to form a plurality of water-absorbent polymer particles to be freeze-dried. When the step (iii-2) is selected, the hydrophobic solvent adhering to the surface of the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles is not removed before drying, and the hydrophobic solvent is volatilized during drying. You may.
The preferred conditions for drying are described in the definition section.
Step (iii-2) is preferable from the viewpoint of controlling the characteristics of the particles after lyophilization.

ステップ(iii−2)では、複数の吸水性ポリマー含水粒子は、1質量%以下の水分率を有する、すなわち、吸水性ポリマー粒子を形成するように乾燥させることが好ましい。凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子の含水倍率を調整しやすくするためである。 In step (iii-2), it is preferable that the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles have a water content of 1% by mass or less, that is, they are dried so as to form water-absorbent polymer particles. This is to facilitate the adjustment of the water content ratio of the water-absorbent polymer particles to be freeze-dried.

上記吸水性ポリマー粒子は、発塵試験において、好ましくは0.00〜0.20質量%、より好ましくは0.00〜0.15質量%、さらに好ましくは0.00〜0.10質量%、そしてさらにいっそう好ましくは0.00〜0.05質量%の発塵率を有する。そうすることにより、ステップ(iii)において、吸水性ポリマー粒子同士が衝突した場合であっても、吸水性ポリマー粒子から微細な粒子片が発生しにくく、ステップ(iv)において、凍結乾燥後粒子が、微細な粒子片により、凝集、一体化等しにくくなる。 In the dust generation test, the water-absorbent polymer particles are preferably 0.00 to 0.20% by mass, more preferably 0.00 to 0.15% by mass, still more preferably 0.00 to 0.10% by mass. And even more preferably, it has a dust generation rate of 0.00 to 0.05% by mass. By doing so, even when the water-absorbent polymer particles collide with each other in the step (iii), fine particle fragments are less likely to be generated from the water-absorbent polymer particles, and in the step (iv), the particles after freeze-drying are generated. , Fine particle pieces make it difficult to aggregate and integrate.

本明細書では、上述の発塵試験は、以下の通り実施される。
(1)温度:20±5℃及び湿度:65±5%RHの恒温恒湿室に、NISSEI社製のエクセルオートホモジナイザーを準備する。
(2)吸水性ポリマー粒子のサンプルを、目開き150μmのふるいにかけ、上記恒温恒湿室に24時間静置する。
(3)おおよそ10gのサンプルの質量:m1(g)を正確に秤量し、サンプルをホモジナイザーに投入し、サンプルを1,000rpmの回転速度で1分間攪拌する。
In the present specification, the above-mentioned dust generation test is carried out as follows.
(1) An Excel autohomogenizer manufactured by NISSEI is prepared in a constant temperature and humidity chamber having a temperature of 20 ± 5 ° C. and a humidity of 65 ± 5% RH.
(2) A sample of the water-absorbent polymer particles is sieved with an opening of 150 μm and allowed to stand in the constant temperature and humidity chamber for 24 hours.
(3) Approximately 10 g of sample mass: m 1 (g) is accurately weighed, the sample is placed in a homogenizer, and the sample is stirred at a rotation speed of 1,000 rpm for 1 minute.

(4)攪拌を終えたサンプルを、目開き150μmのふるいにかけ、ふるいを通過した微粉の質量:m2(g)を測定する。
(5)発塵率:D(質量%)を、次の式:
D(質量%)=100×m2/m1
により算出する。
(6)試験を異なる試料で計3回実施し、3回の発塵率の相加平均を採用する。
(4) The sample after stirring is sieved with a mesh opening of 150 μm, and the mass of fine powder passing through the sieve: m 2 (g) is measured.
(5) Dust generation rate: D (mass%), the following formula:
D (mass%) = 100 x m 2 / m 1
Calculated by
(6) The test is carried out three times in total with different samples, and the arithmetic mean of the dust generation rate is adopted three times.

上記吸水性ポリマー含水粒子を水分率1質量%以下に乾燥させたもの、すなわち、吸水性ポリマー粒子は、好ましくは20N以上、より好ましくは30N以上、さらに好ましくは40N以上、そしてさらにいっそう好ましくは50N以上の破断強度を有する。そうすることにより、ステップ(iii)において、吸水性ポリマー粒子同士が衝突した場合であっても、吸水性ポリマー粒子から微細な粒子片が発生しにくく、ステップ(iv)において、凍結乾燥後粒子が、微細な粒子片により、凝集、一体化等しにくくなる。 The water-absorbent polymer water-containing particles dried to a moisture content of 1% by mass or less, that is, the water-absorbent polymer particles are preferably 20 N or more, more preferably 30 N or more, still more preferably 40 N or more, and even more preferably 50 N. It has the above breaking strength. By doing so, even when the water-absorbent polymer particles collide with each other in the step (iii), fine particle fragments are less likely to be generated from the water-absorbent polymer particles, and in the step (iv), the particles after freeze-drying are generated. , Fine particle pieces make it difficult to aggregate and integrate.

上記破断強度は、工程(3)を省略した以外は、吸水性ポリマー含水粒子のゲル強度と同様にして測定され、工程(4)及び工程(5)における、「膨潤したサンプル」及び「膨潤した粒子」は、それぞれ、「サンプル」及び「粒子」と読み替える。なお、荷重は、50Nを上限とする。 The breaking strength was measured in the same manner as the gel strength of the water-absorbent polymer water-containing particles except that the step (3) was omitted, and the “swelled sample” and the “swelled” in the steps (4) and (5). "Particle" is read as "sample" and "particle", respectively. The upper limit of the load is 50N.

ステップ(iii)では、複数の吸水性ポリマー含水粒子から、複数の凍結乾燥前粒子を、凍結乾燥前粒子が、好ましくは10〜200倍、より好ましくは20〜170倍、そしてさらに好ましくは30〜150倍の含水倍率(質量比)を有するように形成する。そうすることにより、ステップ(iv)にて形成される凍結乾燥後粒子が、吸水倍率と、吸水した際のゲル強度と、吸収速度とに優れる傾向がある。 In step (iii), a plurality of pre-lyophilized particles are selected from the plurality of water-absorbent polymer hydrous particles, preferably 10 to 200 times, more preferably 20 to 170 times, and further preferably 30 to 30 to the pre-lyophilized particles. It is formed so as to have a water content ratio (mass ratio) of 150 times. By doing so, the freeze-dried particles formed in the step (iv) tend to be excellent in water absorption ratio, gel strength at the time of water absorption, and absorption rate.

上記凍結乾燥前粒子は、60mN以上、より好ましくは80mN以上、そしてより好ましくは100mN以上のゲル強度を有する。そうすることにより、ステップ(iii)及びステップ(iv)において、凍結乾燥前粒子同士が衝突等した際に、凍結乾燥前粒子から微細な粒子片が発生する、吸水性ポリマー含水粒子にヒビが入る等の現象が生じにくくなる。また、次のステップ(iv)において、凍結乾燥前粒子同士がゲルブロッキングしにくくなり、そして複数の凍結乾燥後粒子が、凝集、一体化等しにくくなる。 The pre-lyophilized particles have a gel strength of 60 mN or more, more preferably 80 mN or more, and more preferably 100 mN or more. By doing so, in step (iii) and step (iv), when the particles before freeze-drying collide with each other, fine particle pieces are generated from the particles before freeze-drying, and the water-absorbent polymer water-containing particles are cracked. Etc. are less likely to occur. Further, in the next step (iv), it becomes difficult for the pre-lyophilized particles to gel-block each other, and it becomes difficult for the plurality of post-lyophilized particles to aggregate, integrate, and the like.

上記凍結乾燥前粒子のゲル強度は、以下の通り測定される。
(1)温度:20±5℃及び湿度:65±5%RHの恒温恒湿室に、ミネベア製テクノグラフTG−500Nを準備する。
(2)凍結乾燥前粒子を、水分が蒸発しないように密閉した容器に保存して、上記恒温恒湿室で3時間静置し、サンプルを準備する。
(3)サンプルから粒子1つを、テクノグラフTG−500Nの試料ステージに載せ、粒子を2mm/分の速度で圧縮する。
(5)粒子が破断した際の荷重を測定する。
(6)異なる粒子で計50回の測定を行い、50回分の上記荷重の相加平均をゲル強度として採用する。
The gel strength of the particles before freeze-drying is measured as follows.
(1) Prepare Minebea Technograph TG-500N in a constant temperature and humidity chamber with a temperature of 20 ± 5 ° C. and a humidity of 65 ± 5% RH.
(2) Pre-freeze-drying The particles are stored in a closed container so that the water does not evaporate, and allowed to stand in the constant temperature and humidity chamber for 3 hours to prepare a sample.
(3) One particle from the sample is placed on the sample stage of the technograph TG-500N, and the particles are compressed at a rate of 2 mm / min.
(5) Measure the load when the particles break.
(6) A total of 50 measurements are performed with different particles, and the arithmetic mean of the above loads for 50 times is adopted as the gel strength.

[凍結乾燥後粒子形成ステップ(ステップ(iv))]
凍結乾燥後粒子形成ステップでは、複数の凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子を凍結乾燥し、凍結乾燥された、複数の吸水性ポリマー粒子を形成する。
上記凍結乾燥は、当技術分野で公知の方法により実施することができる。
凍結乾燥の好ましい条件は、定義の箇所に記載されている。
凍結乾燥後粒子形成ステップでは、凍結乾燥に加え、その前後に、乾燥を実施してもよい。
[Particle formation step after freeze-drying (step (iv))]
In the post-lyophilization particle formation step, a plurality of lyophilized water-absorbent polymer particles are lyophilized to form a plurality of lyophilized water-absorbent polymer particles.
The freeze-drying can be carried out by a method known in the art.
Preferred conditions for lyophilization are described in the definition section.
In the particle formation step after freeze-drying, drying may be carried out before and after freeze-drying.

本開示の製造方法では、凍結乾燥後粒子形成ステップにおいて、複数の凍結乾燥後粒子の一部の凝集等により、複数の凍結乾燥後粒子から成るブロックが形成される場合がある。従って、本開示の製造方法では、凍結乾燥後粒子形成ステップにおいて、複数の凍結乾燥後粒子のブロックを、それらの個々の粒子にほぐすステップをさらに含むことができる。そうすることにより、凍結乾燥後粒子が、それらの凝集物を含みにくくなる。なお、上述のとおり、本開示の製造方法では、凍結乾燥後粒子を粉砕する粉砕工程が不要となるため、生産性に優れる。粉砕工程を加えると、微粉が発生するのが一般的であり、生産性が劣るのが一般的である。 In the production method of the present disclosure, in the post-lyophilization particle formation step, a block composed of a plurality of post-lyophilized particles may be formed by agglutination of a part of the plurality of post-lyophilized particles. Therefore, the production method of the present disclosure may further include in the post-lyophilization particle forming step a step of loosening a plurality of blocks of post-lyophilized particles into their individual particles. By doing so, the particles after lyophilization are less likely to contain their agglomerates. As described above, the production method of the present disclosure is excellent in productivity because it does not require a pulverization step of pulverizing the particles after freeze-drying. When the pulverization step is added, fine powder is generally generated, and the productivity is generally inferior.

本開示の製造方法を実施するための重合装置の例を、図1に示す。図1において、重合装置1は、重合組成物103を保持している重合組成物タンク3、重合組成物103の搬送速度を調節する定量ポンプ5、重合組成物103を搬送する送液管7、光源11を備える光照射室9、重合組成物103を射出する射出ノズル13、整流多孔盤15、疎水性溶媒105を保持し、液滴を光重合させる形成管17、吸水性ポリマー含水粒子101を疎水性溶媒105から分離する分離スクリーン19、疎水性溶媒105を保持する疎水性溶媒タンク21、疎水性溶媒105の搬送速度を調整する定量ポンプ23、疎水性溶媒105の温度を調整する温度調整器25、及び疎水性溶媒105を搬送する送液管27を備える。 An example of a polymerization apparatus for carrying out the production method of the present disclosure is shown in FIG. In FIG. 1, the polymerization apparatus 1 includes a polymerization composition tank 3 holding the polymerization composition 103, a metering pump 5 for adjusting the transport speed of the polymerization composition 103, and a liquid feeding tube 7 for transporting the polymerization composition 103. A light irradiation chamber 9 provided with a light source 11, an injection nozzle 13 for injecting a polymerization composition 103, a rectifying perforated plate 15, a forming tube 17 for holding a hydrophobic solvent 105 and photopolymerizing droplets, and a water-absorbent polymer water-containing particle 101. A separation screen 19 that separates from the hydrophobic solvent 105, a hydrophobic solvent tank 21 that holds the hydrophobic solvent 105, a metering pump 23 that adjusts the transport speed of the hydrophobic solvent 105, and a temperature controller that adjusts the temperature of the hydrophobic solvent 105. 25, and a liquid feed tube 27 for transporting the hydrophobic solvent 105 are provided.

疎水性溶媒105は、形成管17、疎水性溶媒タンク21、定量ポンプ23、温度調整器25、送液管27及び整流多孔盤15の間を循環しており、循環速度は、定量ポンプ23により制御され、疎水性溶媒105の温度は、温度調整器25により制御されている。形成管17は、その大部分が、光照射室9の内部に配置されている。 The hydrophobic solvent 105 circulates between the forming tube 17, the hydrophobic solvent tank 21, the metering pump 23, the temperature controller 25, the liquid feeding tube 27, and the rectifying perforated plate 15, and the circulation speed is determined by the metering pump 23. Controlled, the temperature of the hydrophobic solvent 105 is controlled by the temperature controller 25. Most of the forming tube 17 is arranged inside the light irradiation chamber 9.

重合組成物103は、重合組成物タンク3から、定量ポンプ5及び送液管7を介して、射出ノズル13に供給される。次いで、重合組成物103は、射出ノズル13から射出され、形成管17内で液滴107を形成する。次いで、液滴107は、形成管17内で、光源11から照射された光に暴露され、液滴107内の重合組成物103が光重合し、吸水性ポリマー含水粒子101を形成する。吸水性ポリマー含水粒子101は、分離スクリーン19により、疎水性溶媒105と分離される。 The polymerization composition 103 is supplied from the polymerization composition tank 3 to the injection nozzle 13 via the metering pump 5 and the liquid feed pipe 7. The polymerization composition 103 is then ejected from the injection nozzle 13 to form a droplet 107 in the forming tube 17. Next, the droplet 107 is exposed to the light emitted from the light source 11 in the forming tube 17, and the polymerization composition 103 in the droplet 107 is photopolymerized to form the water-absorbent polymer water-containing particles 101. The water-absorbent polymer water-containing particles 101 are separated from the hydrophobic solvent 105 by the separation screen 19.

図1には示されていないが、次いで、吸水性ポリマー含水粒子101に規定量の水を吸収させ、吸水性ポリマー含水粒子を形成し、吸水性ポリマー含水粒子を冷凍乾燥することにより、冷凍乾燥された吸水性ポリマー粒子を製造する。 Although not shown in FIG. 1, the water-absorbent polymer water-containing particles 101 are then freeze-dried by absorbing a specified amount of water to form the water-absorbent polymer water-containing particles and then freeze-drying the water-absorbent polymer water-containing particles. Produce the water-absorbent polymer particles.

本開示の製造方法により製造される、冷凍乾燥された吸水性ポリマー粒子は、吸収性物品(例えば、使い捨ておむつ、生理用ナプキン等)、農園芸用資材(例えば、保水剤、土壌改良剤等)、工業用資材(例えば、ケーブル用止水剤、結露防止剤等)等の用途に用いられうる。 The freeze-dried water-absorbent polymer particles produced by the production method of the present disclosure include absorbent articles (for example, disposable diapers, sanitary napkins, etc.), agricultural and horticultural materials (for example, water retention agents, soil improvers, etc.). , Industrial materials (for example, water blocking agents for cables, dew condensation inhibitor, etc.) and the like.

以下、例を挙げて本開示を説明するが、本開示はこれらの例に限定されるものではない。
[実施例1]
エチレン系不飽和モノマーとしての60質量%のアクリル酸カリウム(日本触媒製)水溶液90質量部及びアクリルアミド(和光純薬製)10質量部と、光ラジカル重合開始剤としてのベンゾインイソブチルエーテル1.0質量部と、架橋剤としてのN,N'−メチレンビスアクリルアミド0.5重量部とを混合し、重合組成物No.1を準備した。
Hereinafter, the present disclosure will be described with reference to examples, but the present disclosure is not limited to these examples.
[Example 1]
90 parts by mass of a 60% by mass potassium acrylate (manufactured by Nippon Catalyst) aqueous solution and 10 parts by mass of acrylamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as an ethylene-based unsaturated monomer, and 1.0 mass by mass of benzoin isobutyl ether as a photoradical polymerization initiator. The part and 0.5 part by mass of N, N'-methylenebisacrylamide as a cross-linking agent were mixed, and the polymerization composition No. I prepared 1.

図1に示される重合装置1を用いて、重合組成物No.1から、複数の吸水性ポリマー含水粒子No.1を製造した。具体的には、重合組成物No.1を、射出ノズル13から、30mL/秒の速度で、形成管17の疎水性溶媒の内部に液滴として射出した。なお、形成管17は、全長:約1.0m、内径:約12mmの大きさを有し、形成管17内では、疎水性溶媒として、約10℃に保持されたジメチルポリシロキサンが、約3L/分の速度で循環していた。 Using the polymerization apparatus 1 shown in FIG. 1, the polymerization composition No. From No. 1, a plurality of water-absorbent polymer water-containing particle Nos. 1 was manufactured. Specifically, the polymerization composition No. 1 was ejected as droplets from the ejection nozzle 13 into the hydrophobic solvent of the forming tube 17 at a rate of 30 mL / sec. The forming tube 17 has a total length of about 1.0 m and an inner diameter of about 12 mm, and in the forming tube 17, about 3 L of dimethylpolysiloxane maintained at about 10 ° C. as a hydrophobic solvent. It was circulating at a speed of / minute.

形成管17内に液滴として射出された重合組成物No.1に、光源11としての高圧水銀灯(波長320〜400nm)から紫外線を照射し、液滴内の重合組成物No.1を重合し、複数の吸水性ポリマー含水粒子No.1を形成した。
ジメチルポリシロキサンから、複数の吸水性ポリマー含水粒子No.1を取り出し、大気圧下、80℃で6時間乾燥し、吸水性ポリマー粒子No.1を製造した。吸水性ポリマー粒子No.1の水分率は、0.8質量%であった。
Polymerization composition No. 2 ejected as droplets into the forming tube 17. No. 1 is irradiated with ultraviolet rays from a high-pressure mercury lamp (wavelength 320 to 400 nm) as a light source 11, and the polymerization composition No. 1 in the droplets is irradiated. No. 1 is polymerized to obtain a plurality of water-absorbent polymer water-containing particles No. 1 was formed.
From dimethylpolysiloxane, a plurality of water-absorbent polymer water-containing particle Nos. No. 1 was taken out and dried at 80 ° C. for 6 hours under atmospheric pressure to obtain water-absorbent polymer particles No. 1. 1 was manufactured. Water-absorbent polymer particles No. The water content of 1 was 0.8% by mass.

ビーカーに吸水性ポリマー粒子No.1及びイオン交換水を所定量投入し、吸水性ポリマー粒子No.1をイオン交換水に浸漬させた。吸水性ポリマー粒子No.1の含水倍率を経時で追跡した。イオン交換水への浸漬から3時間後に、含水倍率が100倍である凍結乾燥前粒子No.1を得た。 In the beaker, the water-absorbent polymer particles No. No. 1 and ion-exchanged water were added in a predetermined amount, and the water-absorbent polymer particles No. 1 were added. 1 was immersed in ion-exchanged water. Water-absorbent polymer particles No. The water content of 1 was followed over time. Three hours after immersion in ion-exchanged water, the pre-freeze-dried particles No. 1 having a water content ratio of 100 times. I got 1.

凍結乾燥前粒子No.1を、容器に1cm程度の厚さで積層し、市販のフリーザー(−25℃)中で凍結させた。24時間後、凍結した凍結乾燥前粒子No.1を、アルバック社製の凍結乾燥機に移し、0.1mmHgの減圧下で凍結乾燥させることにより、凍結乾燥後粒子No.1を製造した。 Particle No. before freeze-drying 1 was laminated in a container to a thickness of about 1 cm and frozen in a commercially available freezer (-25 ° C.). After 24 hours, the frozen pre-freeze-dried particles No. No. 1 was transferred to a freeze-dryer manufactured by ULVAC, Inc., and freeze-dried under a reduced pressure of 0.1 mmHg. 1 was manufactured.

[比較例2]
溶液重合法により製造された、アクリル酸系モノマーに由来する骨格を有する吸水性ポリマー粉末(市販品、以下、「粉末No.2」と称する)を準備した。粉末No.2は、溶液重合法により製造されたポリマー塊を粉砕し、粒子化することにより形成されたものである。
[Comparative Example 2]
A water-absorbent polymer powder having a skeleton derived from an acrylic acid-based monomer (commercially available, hereinafter referred to as "powder No. 2") produced by a solution polymerization method was prepared. Powder No. No. 2 is formed by crushing and atomizing a polymer mass produced by a solution polymerization method.

実施例1と同様の操作により、含水倍率が100倍である凍結乾燥前粉末No.2を得た。凍結乾燥前粉末No.2を、実施例1と同様に凍結乾燥させ、凍結乾燥後に形成された一体化物を粉砕機で粉砕し、凍結乾燥後粉末No.2を製造した。 By the same operation as in Example 1, the powder No. before freeze-drying having a water content ratio of 100 times. I got 2. Powder No. before freeze-drying No. 2 was freeze-dried in the same manner as in Example 1, and the integrated product formed after freeze-drying was crushed by a pulverizer, and the powder No. 2 was freeze-dried. 2 was manufactured.

吸水性ポリマー粒子No.1及び粉末No.2の、平均粒径、粒径の変動係数、平均真球度、含水倍率1000倍におけるゲル強度を評価した。なお、測定方法は、本明細書に記載の通りである。結果を表1に示す。また、粒子No.1及び粉末No.2の粒度分布(個数基準)を、図2及び図3に示す。図2及び図3に示される粒度分布は、本明細書の平均粒径等の測定方法に従って測定されたものであり、粒径/μmの「400−450」は、『400μm超且つ450μm以下』を意味する。 Water-absorbent polymer particles No. 1 and powder No. The gel strength at the average particle size, the coefficient of variation of the particle size, the average sphericity, and the water content of 1000 times was evaluated. The measuring method is as described in the present specification. The results are shown in Table 1. In addition, the particle No. 1 and powder No. The particle size distribution (number basis) of 2 is shown in FIGS. 2 and 3. The particle size distribution shown in FIGS. 2 and 3 was measured according to the measuring method such as the average particle size of the present specification, and “400-450” of particle size / μm is “more than 400 μm and 450 μm or less”. Means.

また、凍結乾燥後粒子No.1及び凍結乾燥後粉末No.2のそれぞれの吸水倍率及び保水倍率を以下の通り測定した。
[吸水倍率]
(1)粒子のサンプルを、温度:20±5℃及び湿度:65±5%RHの恒温恒湿室に24時間静置する。
(2)20mg程度のサンプルの質量:m3(g)を正確に秤量し、秤量したサンプルに、イオン交換水約22mL(サンプルの約1,100倍の質量)を加えて3時間静置し、サンプルを膨潤させる。
(3)サンプルを、目開き75μmのナイロンメッシュで形成した袋に入れ、サンプルを含む袋を、150Gで90秒間、遠心分離器で脱水する。
In addition, after freeze-drying, the particle No. No. 1 and powder No. after freeze-drying The water absorption ratio and the water retention ratio of each of 2 were measured as follows.
[Water absorption ratio]
(1) The particle sample is allowed to stand in a constant temperature and humidity chamber having a temperature of 20 ± 5 ° C. and a humidity of 65 ± 5% RH for 24 hours.
(2) Mass of about 20 mg sample: m 3 (g) was accurately weighed, and about 22 mL of ion-exchanged water (about 1,100 times the mass of the sample) was added to the weighed sample and allowed to stand for 3 hours. , Swell the sample.
(3) The sample is placed in a bag formed of a nylon mesh having an opening of 75 μm, and the bag containing the sample is dehydrated at 150 G for 90 seconds with a centrifuge.

(4)袋から、サンプルを取り出し、その質量:m4(g)を測定する。
(5)サンプルの保水倍率(質量比):WHRを、次の式:
HR=100×(m4−m3)/m3
により算出する。
(6)異なるサンプルで、工程(1)〜工程(5)を計3回繰り返し、3つのサンプルの保水倍率:WHRの相加平均を保水倍率として採用する。
(4) Take out the sample from the bag and measure its mass: m 4 (g).
(5) Sample water retention ratio (mass ratio): W HR , the following formula:
W HR = 100 × (m 4- m 3 ) / m 3
Calculated by
(6) in different samples, repeat step (1) to step (5) a total of three times, water retention ratio of three samples: the arithmetic mean of the W HR adopted as a water retention magnification.

[保水倍率]
(1)粒子のサンプルを、温度:20±5℃及び湿度:65±5%RHの恒温恒湿室に24時間静置する。
(2)20mg程度のサンプルの質量:m5(g)を正確に秤量し、秤量したサンプルに、イオン交換水約22mL(サンプルの約1,100倍の質量)を加えて3時間静置し、サンプルを膨潤させる。
(3)サンプルを、目開き75μmのナイロンメッシュで形成した袋に入れ、サンプルを含む袋を、150Gで90秒間、遠心分離器で脱水する。
[Water retention ratio]
(1) The particle sample is allowed to stand in a constant temperature and humidity chamber having a temperature of 20 ± 5 ° C. and a humidity of 65 ± 5% RH for 24 hours.
(2) Mass of about 20 mg sample: m 5 (g) was accurately weighed, and about 22 mL of ion-exchanged water (about 1,100 times the mass of the sample) was added to the weighed sample and allowed to stand for 3 hours. , Swell the sample.
(3) The sample is placed in a bag formed of a nylon mesh having an opening of 75 μm, and the bag containing the sample is dehydrated at 150 G for 90 seconds with a centrifuge.

(4)袋から、サンプルを取り出し、その質量:m6(g)を測定する。
(5)サンプルの保水倍率(質量比):WHRを、次の式:
HR=100×(m6−m5)/m5
により算出する。
(6)異なるサンプルで、工程(1)〜工程(5)を計3回繰り返し、3つのサンプルの保水倍率:WHRの相加平均を保水倍率として採用する。
結果を表1に示す。
(4) Take out the sample from the bag and measure its mass: m 6 (g).
(5) Sample water retention ratio (mass ratio): W HR , the following formula:
W HR = 100 × (m 6 − m 5 ) / m 5
Calculated by
(6) in different samples, repeat step (1) to step (5) a total of three times, water retention ratio of three samples: the arithmetic mean of the W HR adopted as a water retention magnification.
The results are shown in Table 1.

Figure 0006865553
Figure 0006865553

実施例1の凍結乾燥後粒子No.1は、凍結乾燥機から取り出した際に、簡易にほぐすことができたが、比較例2の凍結乾燥後粉末No.2は、凍結乾燥機から取り出した際に、全体が一体化しており、粉末状に戻すために、粉砕機にかける必要が有った。
また、実施例1では、比較例1よりも、吸水時間及び冷凍乾燥時間が短かった。
Particle No. after freeze-drying of Example 1. No. 1 could be easily loosened when taken out from the freeze-dryer, but the powder No. 1 after freeze-drying of Comparative Example 2 was found. When No. 2 was taken out from the freeze-dryer, the whole was integrated, and it was necessary to put it in a crusher in order to return it to a powder state.
Further, in Example 1, the water absorption time and the freeze-drying time were shorter than those in Comparative Example 1.

1 重合装置
3 重合組成物タンク
5 定量ポンプ
7 送液管
9 光照射室
11 光源
13 射出ノズル
15 整流多孔盤
17 形成管
19 分離スクリーン
21 疎水性溶媒タンク
23 定量ポンプ
25 温度調整器
27 送液管
101 吸水性ポリマー含水粒子
103 重合組成物
105 疎水性溶媒
107 液滴
1 Polymerization equipment 3 Polymerization composition tank 5 Metering pump 7 Liquid metering tube 9 Light irradiation room 11 Light source 13 Injection nozzle 15 Rectifying perforated board 17 Forming tube 19 Separation screen 21 Hydrophobic solvent tank 23 Metering pump 25 Temperature regulator 27 Liquid transfer tube 101 Water-absorbent polymer water-containing particles 103 Polymerization composition 105 Hydrophobic solvent 107 Droplets

Claims (9)

複数の凍結乾燥された吸水性ポリマー粒子の製造方法であって、
(i)エチレン系不飽和モノマー、ラジカル重合開始剤及び水を含む重合組成物を、複数の液滴として、疎水性溶媒に放出するステップ、
(ii)前記疎水性溶媒内で、前記複数の液滴内の前記重合組成物を重合させ、前記複数の液滴から、複数の吸水性ポリマー含水粒子を形成するステップ、
(iii)前記複数の吸水性ポリマー含水粒子から、10〜100倍の含水倍率(質量比)を有する複数の凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子を形成するステップ、そして
(iv)前記複数の凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子を凍結乾燥し、前記複数の凍結乾燥された吸水性ポリマー粒子を形成するステップ、
を含み、
前記複数の凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子が、1000倍の含水倍率(質量比)において、60mN以上のゲル強度を有する、
ことを特徴とする、前記製造方法。
A method for producing a plurality of freeze-dried water-absorbent polymer particles.
(I) A step of releasing a polymerization composition containing an ethylene-based unsaturated monomer, a radical polymerization initiator and water as a plurality of droplets into a hydrophobic solvent.
(Ii) A step of polymerizing the polymerization composition in the plurality of droplets in the hydrophobic solvent to form a plurality of water-absorbent polymer water-containing particles from the plurality of droplets.
(Iii) A step of forming a plurality of water-absorbent polymer particles to be freeze-dried having a water content ratio (mass ratio) of 10 to 100 times from the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles, and (iv) the plurality of freeze-drying. The step of lyophilizing the water-absorbent polymer particles to be formed to form the plurality of lyophilized water-absorbent polymer particles.
Including
The plurality of water-absorbent polymer particles to be freeze-dried have a gel strength of 60 mN or more at a water content ratio (mass ratio) of 1000 times.
The manufacturing method.
ステップ(iv)が、前記複数の凍結乾燥された吸水性ポリマー粒子のブロックを、前記複数の凍結乾燥された吸水性ポリマー粒子の個々の粒子にほぐすステップをさらに含む、請求項1に記載の製造方法。 The production according to claim 1, wherein step (iv) further comprises a step of loosening the block of the lyophilized water-absorbent polymer particles into individual particles of the lyophilized water-absorbent polymer particles. Method. ステップ(iii)において、前記複数の吸水性ポリマー含水粒子に吸水させ、前記複数の凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子を形成する、請求項1又は2に記載の製造方法。 The production method according to claim 1 or 2, wherein in step (iii), the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles are made to absorb water to form the plurality of water-absorbent polymer particles to be freeze-dried. ステップ(iii)において、前記複数の吸水性ポリマー含水粒子を乾燥することにより、複数の吸水性ポリマー粒子を形成し、次いで、前記複数の吸水性ポリマー粒子に規定量の水を吸収させ、前記複数の凍結乾燥すべき吸水性ポリマー粒子を形成する、請求項1又は2に記載の製造方法。 In step (iii), the plurality of water-absorbent polymer particles are dried to form the plurality of water-absorbent polymer particles, and then the plurality of water-absorbent polymer particles are allowed to absorb a predetermined amount of water. The production method according to claim 1 or 2, wherein the water-absorbent polymer particles to be freeze-dried are formed. 前記複数の吸水性ポリマー含水粒子が、水分率1質量%以下に乾燥させた場合に、0.01〜0.20の粒径の変動係数を有する、請求項1〜のいずれか一項に記載の製造方法。 The item according to any one of claims 1 to 4 , wherein the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles have a coefficient of variation of a particle size of 0.01 to 0.20 when dried to a water content of 1% by mass or less. The manufacturing method described. 前記複数の吸水性ポリマー含水粒子が、含水倍率1000倍において60〜200mNのゲル強度を有する、請求項1〜のいずれか一項に記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 5 , wherein the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles have a gel strength of 60 to 200 mN at a water content ratio of 1000 times. 前記ラジカル重合開始剤が光ラジカル重合開始剤であり、前記複数の吸水性ポリマー含水粒子を形成するステップにおいて、前記複数の液滴に光を照射することにより、前記複数の液滴内の前記重合組成物を光重合させる、請求項1〜のいずれか一項に記載の製造方法。 The radical polymerization initiator is a photoradical polymerization initiator, and in the step of forming the plurality of water-absorbent polymer water-containing particles, the plurality of droplets are irradiated with light to obtain the polymerization in the plurality of droplets. The production method according to any one of claims 1 to 6 , wherein the composition is photopolymerized. 複数の吸水性ポリマー含水粒子を形成するステップにおいて、前記疎水性溶媒の温度が、0℃超且つ30℃以下の範囲にある、請求項1〜のいずれか一項に記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 7 , wherein the temperature of the hydrophobic solvent is in the range of more than 0 ° C. and 30 ° C. or lower in the step of forming the water-absorbent polymer water-containing particles. 前記疎水性溶媒が、シリコーンオイル、油及び炭化水素、並びにそれらの任意の組み合わせから成る群から選択される、請求項1〜のいずれか一項に記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 8 , wherein the hydrophobic solvent is selected from the group consisting of silicone oil, oil and hydrocarbon, and any combination thereof.
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