JPH0641319A

JPH0641319A - 粒子状含水ゲル状重合体および吸水性樹脂の製造方法

Info

Publication number: JPH0641319A
Application number: JP4195549A
Authority: JP
Inventors: Koitsu Hirota; 幸逸廣田; Noboru Nahara; 登名原; Hideyuki Kubo; 秀幸久保; Kazufumi Hirata; 和文平田; Takumi Hatsuda; 卓巳初田
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1992-07-22
Filing date: 1992-07-22
Publication date: 1994-02-15

Abstract

(57)【要約】【目的】吸水倍率が高く、水可溶分が少なくかつ残存
単量体の少ない粒子状含水ゲル状重合体および吸水性樹
脂の製造方法を提供する。【構成】架橋構造を有する含水ゲル状重合体を、孔径
３〜２０ｍｍの孔および１〜２０ｍｍの厚さを有する多
孔板より押し出すことにより粒子状含水ゲル状重合体を
製造する方法およびこの粒子状含水ゲル状重合体を乾燥
し、吸水性樹脂を製造する方法である。【効果】吸水倍率が高く、水可溶分が少なくかつ残存
単量体の少ない粒子状含水ゲル状重合体および吸水性樹
脂が、高い生産性で得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粒子状含水ゲル状重合
体および吸水性樹脂の製造方法に関する。詳しくは、架
橋構造を有する含水ゲル状重合体を特定温度で特定の孔
径および特定の厚さを有する多孔板より押し出すことを
特徴とする粒子状含水ゲル状重合体の製造方法に関す
る。さらにこの粒子状含水ゲル状重合体を乾燥し、必要
により解砕および／または粉砕して吸水性樹脂を製造す
る方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】吸水性樹脂としては、架橋ポリアクリル
酸塩、アクリル酸エステル−酢酸ビニル共重合体のケン
化物、架橋ポリビニルアルコール変成物、架橋イソブチ
レン−無水マレイン酸共重合体、澱粉−アクリル酸グラ
フト重合物等が知られており、生理用ナプキン、紙おむ
つ等の衛生用吸収剤あるいは農園芸用分野、土木業分野
において保水剤、脱水剤等の広い用途に応用されてい
る。

【０００３】これらの吸水性樹脂の製法としては、逆相
懸濁重合法として、たとえば特開昭56-161,408号、同57
-94,011 号、同57-158,209号および同57-198,714号に記
載の方法が知られており、また、水溶液重合法として、
たとえば特開昭57-34,101 号、特公昭48-42,466 号、特
開昭58-49,714 号、特公昭59-37,003 号、USP 4,286,08
2 およびUSP 4,625,001 に記載されている方法が知られ
ている。

【０００４】しかし、逆相懸濁重合法は、有機溶媒を使
用するので、作業環境が悪くなるばかりでなく引火爆発
の危険性があり、そのための対策を講じなければなら
ず、有機溶媒の費用ならびにその除去費用と併せてコス
ト高となる。また、この有機溶媒が製品中に微量残存す
るので、これを完全に除去するにはさらにコスト高とな
る。さらに、逆相懸濁重合法で得られる吸水性樹脂は球
状でしかも粒径が小さいので、たとえば紙オムツ等に使
用した場合、パルプ等の繊維状の吸収コア成分に保持さ
れず脱落しやすい上に、取扱いも不便である。

【０００５】一方、水溶液重合法では前記のごとき問題
点はなく、特開昭57-34,101 号およびUSP 4,625,001 に
開示されている方法が知られている。特開昭57-34,101
号およびUSP 4,625,001 に記載されている方法は、水溶
液重合時に架橋構造を形成して含水ゲル状重合体となる
単量体の水溶液および重合開始剤を、攪拌翼を備えた容
器内で、重合の進行に伴なって生成する含水ゲル状重合
体を該攪拌軸の回転による攪拌翼の剪断力により細分化
しながらラジカル水溶液重合を行なうことよりなる架橋
重合体の製造方法である。これらの製造方法によれば、
作業性が極めて良好であるばかりでなく、分子中に架橋
構造を有する細分化された含水ゲル状重合体が生産性良
く製造できるという利点がある。しかしながら、このよ
うな方法においても、吸水倍率が高く、水可溶分が少な
くかつ残存単重体の少ない吸水性樹脂を製造する場合に
は、生産性が低くなる場合があった。

【０００６】架橋密度を下げることによって吸水倍率が
上がることは、当業者においてよく知られていることで
あり、また架橋密度を下げるという作業をして吸水性樹
脂を製造した場合に、水可溶分が増すということも知ら
れている。水可溶分は、吸水性樹脂が、水、尿、体液等
の被吸収液体と接触してヒドロゲル構造を形成した際
に、そこから浸出されてしまう。このように被吸収液体
によって抽出される水可溶分は、吸水性樹脂の吸水倍率
を低下させるばかりでなく、吸水性樹脂の劣化を促進す
る。また、そのヌルつきのために不快感を与えたり、被
吸収液体を汚染する等の好ましくない状況をつくり出す
のである。また、未反応の原料に由来する残存単量体
は、水溶液重合における問題点として従来より解決が望
まれていた。

【０００７】したがって、吸水倍率が高く、水可溶分が
少なくかつ残存単量体の少ない吸水性樹脂の製造方法が
望まれていた。

【０００８】USP4,654,039や特開平1-144,404 号では、
遊離酸型あるいは特定の中和率の単量体を水溶液重合し
て吸水倍率が高く、水可溶分の少ない吸水性樹脂の製造
方法を提案している。しかしながら、これらの製造方法
は後中和が必要であったり、操作が繁雑で生産性が低か
ったり、また重合条件に制約があったりした。

【０００９】一方、重合により得られた含水ゲル状重合
体は、一般に、乾燥工程を経て粉砕した後、粉末状の製
品として市販される。従来このような含水ゲル状重合体
を効率的に乾燥するために、含水ゲル状重合体の表面積
をできるだけ大きくする工夫がなされてきた。例えば、
含水ゲル状重合体を多孔板より押し出し破砕する方法
（特公昭54-32,176 号、特開昭50-136,348号等）が知ら
れているが、従来公知の方法では、細かく解砕され押し
出された含水ゲル状重合体が再付着し、ひも状になった
りして粒子状の含水ゲル状重合体を得ることができなか
った。

【００１０】含水ゲル状重合体を多孔板より押し出し破
砕する際に、含水ゲル状重合体の再付着を防止する目的
で潤滑剤等の添加物を加える方法（特開昭59-30,826
号、特開昭59-119,172号）が知られているが、重合体に
残存する添加物が製品の性能に悪影響を及ぼすことがあ
った。

【００１１】架橋構造を有しない、水溶性の含水ゲル状
重合体を特定の温度で多孔板より押し出し、破砕する方
法（特開昭54-106,568号）が知られているが、含水ゲル
状重合体の乾燥効率を上げるためには、多孔板の孔径を
小さくする必要があり、生産性が低いという問題があっ
た。また破砕することによる物性の向上は認められなか
った。

【００１２】含水ゲル状重合体を多孔板により押し出し
破砕することにより、生産性よく吸収倍率が高く水可溶
性の少ない粒子状含水ゲル状重合体を製造する方法は、
特願平3-12,324号にすでに記載されている。しかしなが
ら、残存単量体については、特別な乾燥条件で乾燥すれ
ば減少すると記載されているだけで、含水ゲル状重合体
を粉砕し、通常の乾燥を行なった場合の残存単量体につ
いては記載されていない。

【００１３】以上のように、簡便なプロセスで、特別な
装置を必要とせず、しかも生産性よく吸水倍率が高く、
水可溶分が少なく、かつ残存単重体の少ない粒子状含水
ゲル状重合体および吸水性樹脂を製造する方法は従来確
立されていなかった。また、潤滑剤等の添加物を含有せ
ず、しかも過度に破砕されることなく、乾燥効率の良好
な粒子状含水ゲル状重合体を、生産性高く得る方法は従
来確立されていなかった。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、吸水倍率が高く、水可溶分が少なく、かつ残存単重
体の少ない粒子状含水ゲル状重合体および吸水性樹脂の
製造方法を提供することにある。

【００１５】本発明の他の目的は、簡便なプロセスで、
特別な装置を必要とせず、しかも生産性よく吸水倍率が
高く、水可溶分が少なく、かつ残存単量体の少ない粒子
状含水ゲル状重合体および吸水性樹脂を製造する方法を
提供することにある。

【００１６】本発明のさらに他の目的は、潤滑剤等の添
加物を含有せず、しかも過度に破砕されることのない粒
子状含水ゲル状重合体を、生産性高く得る製造方法を提
供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の事情に鑑みて、本
発明者らは粒子状含水ゲル状重合体および吸水性樹脂の
製造方法について鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成
するに至った。

【００１８】すなわち、本発明の目的は、架橋構造を有
する含水ゲル状重合体を、孔径３〜２０ｍｍの孔および
１〜２０ｍｍの厚さを有する多孔板より押し出すことを
特徴とする粒子状含水ゲル状重合体の製造方法および該
粒子状含水ゲル状重合体を乾燥し、必要により解砕およ
び／または粉砕することを特徴とする吸水性樹脂の製造
方法によって達成される。

【００１９】

【作用】本発明の含水ゲル状重合体は、水溶液重合によ
り架橋構造を形成し、含水ゲル状重合体となる単量体成
分を重合することで得られるものである。すなわち、本
発明において使用される含水ゲル状重合体は、架橋構造
を有することが必須である。

【００２０】このような含水ゲル状重合体は、例えば、
特公昭61-36,763 号、特公平2-19,122号に開示されてい
るような（メタ）アクリル酸、そのアルカリ金属または
アンモニウム塩および（メタ）アクリルアミドよりなる
群から選ばれた少なくとも１種の単量体（Ａ）を主成分
とする単量体組成物（Ｉ）と、分子内に重合性二重結合
を２個以上有する架橋性単量体（Ｂ）が、該単量体組成
物（Ｉ）に対して該架橋性単量体（Ｂ）が０．００１〜
５０モル％、好ましくは０．０１〜１０モル％の比率で
ある単量体成分を重合してなる架橋構造を有する含水ゲ
ル状重合体がある。

【００２１】本発明において使用される含水ゲル状重合
体の含水率は、含水ゲル状を呈する範囲であれば特に制
限はないが、通常４０〜９０重量％であり、好ましく
は、５０〜８０重量％である。なお、本発明において、
含水ゲル状重合体の含水率とは、含水ゲル状重合体の総
重量に占める水の含量を重量％で表わしたものである。

【００２２】含水ゲル状重合体の形状は、後述する押し
出し機に供給可能な大きさおよび形となっていればよ
い。なかでも、特開昭57-34,101 号に記載されている方
法等によって得られる細分化された含水ゲル状重合体が
好ましく、特に含水ゲル状重合体の平均粒子径が０．５
〜３ｍｍ，より好ましくは０．５〜２ｍｍの粒子状含水
ゲル状重合体が好ましい。

【００２３】平均粒子径が０．５〜３ｍｍの粒子状含水
ゲル状重合体に、本発明の方法を実施することで、粒度
のよく揃った粒子状含水ゲル状重合体を得ることがで
き、このものを乾燥、粉砕する際には、乾燥効率が上が
り、粉砕時の微粉末の発生量も少なく、性能の優れた吸
水性樹脂を得ることができる。

【００２４】本発明において、含水ゲル状重合体は多孔
板より押し出すことで粒子状に破砕される。押し出すた
めの機構としては、スクリュウ型、回転ロールによるも
の等、含水ゲル状重合体をその供給口から多孔板に圧送
できる形式のものが用いられる。スクリュウ型押し出し
機は、円筒内にて回転するスクリュウを有する機構のも
のであれば１軸あるいは多軸でもよく、通常、ゴム、プ
ラスチックの押し出し成型に使用されるもの、あるいは
粉粒機として使用されるもので支障はない。

【００２５】本発明の多孔板は、孔径３〜２０ｍｍの範
囲のものであることが必要である。より好ましくは、孔
径６．５〜１８ｍｍの範囲のものである。孔径が３ｍｍ
未満であると、破砕条件が強すぎるため、押し出し機械
壁面と含水ゲル状重合体との摩擦が大きく、生産性が悪
いばかりか、含水ゲル状重合体自身が摩擦熱や物理力
（剪断力）などにより物性が低下する。すなわち本発明
の目的とする吸水倍率が高く、水可溶分が少なく、かつ
残存単重体の少ない粒子状含水ゲル状重合体および吸水
性樹脂が得られない。また過度に細かく破砕され、粒子
状の含水ゲル状重合体を得ることができない。従来、次
工程の乾燥および粉砕を効率良く行うために、含水ゲル
状重合体を多孔板より押し出すことが行われていたが、
高い効率を達成するためには多孔板の孔径は小さくする
こと、好ましくは３ｍｍ以下とされてきた。そのために
押し出しの生産性が低く、生産量を上げるためには巨大
な装置を必要とした。ところが、本発明では、従来の技
術から考えられるのと全く逆に、３ｍｍ以上の大きい孔
径を採用することで、驚くべきことに、吸水倍率が高
く、水可溶分が少なく、かつ残存単重量の少ない粒子状
含水ゲル状重合体を生産性よく得ることができたのであ
る。なお、該孔の形状は円形のみに限られるものではな
く、メッシュ状のものでもよいことはもちろんである。

【００２６】一方、孔径が２０ｍｍよりも大きいと、得
られる粒子状含水ゲル状重合体の粒度が揃わないものと
なるばかりか、吸水倍率が高く、水可溶分が少なく、か
つ残存単重体の少ない粒子状含水ゲル状重合体を得るこ
とが困難になる。

【００２７】本発明で用いられる多孔板の厚さは、１〜
２０ｍｍであることが必要であり、好ましくは４〜１５
ｍｍである。すなわち、厚さが２０ｍｍを越えると、孔
内部に含水ゲル状重合体が滞留する時間が長くなり、破
砕条件が強くなりすぎるため、含水ゲル状重合体が摩擦
熱や物理力（剪断力）を受け、物性が低下する。すなわ
ち、本発明の目的とする吸水倍率が高く、水可溶分の少
なく、かつ残存単重量体の少ない粒子状含水ゲル状重合
体および吸水性樹脂が得られないのである。また、次工
程の乾燥および粉砕を高い効率で達成することが困難に
なる。

【００２８】また、多孔板の厚さが１ｍｍ以下になると
多孔板の機械的な強度に問題を生じ粉砕機の他の部品例
えばカッターと接触するようなことが生じ、甚だしい場
合には多孔板の歪のため粉砕機の正常な運転ができなく
なるなどの問題が生じ、本発明の目的を達成できなくな
る。

【００２９】本発明で用いる多孔板の開孔率は、２５％
以上であることが好ましい。開孔率が２５％未満では、
含水ゲル状重合体が押し出されにくくなり生産性が低下
する。また押し出されにくくなるために、多孔板への圧
送部分で含水ゲル状重合体が過度に細かく破砕され、吸
水倍率が高く、水可溶分が少なく、かつ残存単重合体が
少ない粒子状含水ゲル状重合体を得ることが困難になる
ことがある。より好ましい開孔率は３０〜９０％であ
る。なおここで、開孔率とは多孔板の総面積に対する孔
の合計面積の比率をいう。

【００３０】多孔板は、その内表面に実質的に接触して
作動するカッターを備えていることが好ましい場合があ
る。本発明において含水ゲル状重合体は、多孔板より押
し出すことで破砕されるが、より小さいサイズに粒度の
揃った粒子状含水ゲル状重合体を所望する場合には、カ
ッターを設けることがよい結果を生じることがある。

【００３１】本発明において、含水ゲル状重合体を多孔
板から押し出すに当たり、含水ゲル状重合体は、３５〜
９０℃、特に５０〜７０℃の温度に加温されることが好
ましい。３５℃未満の温度で含水ゲル状重合体を多孔板
から押し出す場合には、含水ゲル状重合体は多孔板への
圧送部分で過度の剪断力を受け、本発明の目的とする吸
水倍率が高く、水可溶分が少なく、かつ残存単重量体の
少ない粒子状含水ゲル状重合体を得ることが困難にな
る。また押し出しの生産性も低くなる。一方、９０℃を
越える温度では、含水ゲル状重合体が物性の低下を起
し、吸水倍率が高く、水可溶分が少なく、かつ残存単重
量体の少ない粒子状含水ゲル状重合体を得ることが困難
になる。また、それだけエネルギーを投入して高い温度
に保っても、それに見合うだけの効果は得られ難い。

【００３２】本発明の吸水性樹脂の製造方法は、上記本
発明の製造方法によって得られる粒子状含水ゲル状重合
体を乾燥し、必要により解砕および／または粉砕するこ
とを特徴とするものである。

【００３３】本発明において、乾燥は、従来公知の方法
を採用することができる。例えば、箱型乾燥機、通気箱
型乾燥機、通気バンド乾燥機、通気竪型乾燥機あるいは
回転乾燥機等が挙げられる。

【００３４】含水ゲル状重合体を乾燥する際の乾燥温度
は、従来公知の温度でよいが、８０〜２５０℃、好まし
くは１００〜２００℃の範囲である。２５０℃を越える
温度では重合体の劣化、分解が起ることがある。乾燥に
要する時間は、上記のいずれの方法を採用した場合で
も、本発明の方法によって得られる粒子状含水ゲル状重
合体は、従来の含水ゲル状重合体に比べ、著しく短くな
る。

【００３５】本発明の方法の特に有利な実施形態は、特
開昭64-26,604 号に記載の乾燥方法を実施することであ
る。この方法は、残存単量体の低い重合体を得るのに好
適な方法であるが、低いレベルの残存単量体量を達成す
る際に、その乾燥効率（生産性）が低くなるという問題
があった。本発明の製造方法によって得られる粒子状含
水ゲル状重合体を用いることで、著しくその乾燥効率が
向上し、本発明の目的の吸水倍率が高く、水可溶分が少
なく、かつ残存単重量体が少ないということを満足した
上に、著しく残存単量体の少ない吸水性樹脂を生産性よ
く得ることができる。

【００３６】本発明において、粉粒状の吸水性樹脂を得
るにあたり、従来公知の粉砕方法を採用することができ
る。例えば、高速回転式粉砕機（ピンミル、ハンマミル
等）、スクリューミル（コーヒーミル）、ロールミル等
が挙げられる。なかでも、本発明の製造方法によって得
られる粒子状含水ゲル状重合体の乾燥物は均一な乾燥物
であるため、未乾燥部分の除去等の工程を経ることな
く、ロールミルで粉砕（解砕）することによって、微粉
末の含有量の小さい吸水性樹脂を得ることができる。

【００３７】なお本発明の方法によって得られる吸水性
樹脂に従来公知の表面処理方法を実施してもよい。例え
ば、吸水性樹脂と吸水性樹脂の有する官能基と反応し得
る少なくとも２個の官能基を有する架橋剤とを混合、反
応させ吸水性樹脂の表面近傍の架橋密度を高くすること
により吸水性樹脂の改質を行う方法がある。

【００３８】また本発明の方法によって得られる吸水性
樹脂あるいは上記の表面処理を施した吸水性樹脂に従来
公知の造粒方法を実施してもよい。

【００３９】

【実施例】以下、実施例および比較例を挙げて本発明を
更に詳述するが、本発明の範囲がこれらの例により限定
されるものではない。

【００４０】また、これらの例に記載の粒子状含水ゲル
状重合体の平均粒子径、乾燥粉砕物の吸水倍率、水可溶
分および残存単量体は、下記の試験方法によって測定し
た数値を示す。

【００４１】Ａ：粒子状含水ゲル状重合体の平均粒子径サンプリングした粒子状含水ゲル状重合体（固形分α重
量％）２５ｇを２０重量％塩化ナトリウム水溶液１２０
０ｇ中に投入し、スターラーチップを３００ｒｐｍで回
転させ、６０分間攪拌した。攪拌終了後、フルイ（目開
き９．５ｍｍ、２．０ｍｍ、０．８５ｍｍ、０．６０ｍ
ｍ、０．３０ｍｍ、０．０７５ｍｍ）に上記分散液を投
入し、上から６０００ｇの２０重量％塩化ナトリウム水
溶液をゆっくり注ぎ、含水ゲル状重合体を分級した。分
級されたそれぞれのフルイ上の含水ゲル状重合体を充分
に水切り後、秤量した。フルイの目開きは、下記の数式
１に従い含水ゲル状重合体の固形分α重量％相当のフル
イの目開きＲ（α）に換算した。対数確率紙に固形分α
重量％相当の粒子状含水ゲル状重合体の粒度分布をプロ
ットした。そのプロットの積算フルイ上％が５０重量％
に相当する粒子径をサンプルの平均粒子径とした。

【００４２】

【数１】

【００４３】Ｒ（α）：固形分α重量％の含水ゲル状重
合体に換算した時のフルイの目開き（ｍｍ）ｗ：分級、水切り後の含水ゲル状重合体の総重量
（ｇ） γ：２０重量％塩化ナトリウム水溶液中で膨潤した含水
ゲル状重合体が分級されたフルイの目開き（ｍｍ）Ｂ：乾燥粉砕物の吸水倍率ＪＩＳ標準フルイの網目１０メッシュから１００メッシ
ュに分級した含水ゲル状重合体の乾燥粉砕物約０．２ｇ
を精秤し、不織布製のティーバッグ式袋（４０ｍｍ×１
５０ｍｍ）に均一に入れ、０．９％食塩水に浸漬し６０
分後の重量を測定し下記の数式３に従って吸水倍率を求
めた。

【００４４】

【数２】

【００４５】Ｃ：乾燥粉砕物の水可溶分ＪＩＳ標準フルイの網目１０メッシュから１００メッシ
ュに分級した含水ゲル状重合体の乾燥粉砕物０．５ｇを
１０００ｍｌの脱イオン水中に分散し、１６時間攪拌
後、ろ紙（ＴＯＹＯ＃６）でろ過し、少なくとも１００
ｇのろ液を得た。正確に１００ｇのろ液を回転蒸発器で
２〜３ｍｌ程度まで濃縮し、脱イオン水を追加して、シ
ャーレ（Ｗ₀ｇ）に移した。これを１２０℃で乾固した
（Ｗ₁ｇ）。下記の数式４に従って水可溶分を求めた。

【００４６】

【数３】

【００４７】Ｄ：乾燥粉砕物の残存単量体ＪＩＳ標準フルイの網目１０メッシュから１００メッシ
ュに分級した含水ゲル状重合体の乾燥粉砕物０．５ｇを
１０００ｍｌの脱イオン水中に分散し、２時間攪拌後、
ワットマンろ紙ＧＦ／Ｆ（粒子保持能０．７μｍ）でろ
過し、液体クロマトグラフで測定した。

【００４８】実施例１内容積１０リットルの双腕型シグマ翼をもち、温度計を
備えたジャケット付きステンレス製ニーダーに、アクリ
ル酸ナトリウム７５ｍｏｌ％およびアクリル酸２５ｍｏ
ｌ％からなる単量体成分の水溶液５５００ｇ（単量体成
分３８重量％）と、架橋剤としてのトリメチロールプロ
パントリアクリレート３．４９ｇ（０．０５ｍｏｌ％対
単量体成分）とを入れ、窒素ガスを吹き込み反応系内を
窒素置換した。次いで、２本のニーダーの羽根を４０ｒ
ｐｍで回転させ、ジャケットに３５℃の温水を通して加
熱しながら、重合開始剤として過硫酸ナトリウム２．８
ｇとＬ−アスコルビン酸０．１４ｇを添加した。重合開
始剤を添加して３分後に重合が開始し、１５分後に８６
℃の重合ピーク温度に到達した。さらに４０ｒｐｍで攪
拌を続け、重合開始後３０分で粒子状含水ゲル状重合体
（平均粒子径２．５ｍｍ）を得た。この時、含水ゲル状
重合体のうち、約１２重量％が１０ｍｍ以上のサイズの
含水ゲル状重合体であった。なお、１０ｍｍ以上のサイ
ズの含水ゲル状重合体の量は、５００ｇの含水ゲル状重
合体をサンプリングし、目視で１０ｍｍ以上のサイズの
含水ゲル状重合体を選別し、これを重量％で表示した。
次に、得られた含水ゲル状重合体を６８℃に保ち、スク
リュウ式押し出し機（平賀工作所製、チョッパー）を用
いて、孔径１２．５ｍｍかつ厚さ１０ｍｍの多孔板（開
孔率３５％）から押し出し、粒子状含水ゲル状重合体
（含水ゲル（１））を得た。含水ゲル（１）中の１０ｍ
ｍ以上のサイズの含水ゲル状重合体の量は０％であっ
た。このときの押し出し速度は、１２０ｋｇ／ｈｒであ
った。この含水ゲル（１）１０００ｇを２００ｍｍ×２
８０ｍｍ×８０ｍｍの金網にいれ、回分式通気流箱型乾
燥機（佐竹化学機械工業製）を用い、１６０℃の熱風で
３０分間乾燥した。得られた乾燥物をロールミル（浅野
鉄工製）で粉砕し、１．７ｍｍパス（ＪＩＳ標準フルイ
１０メッシュパス）の乾燥粉砕物、すなわち吸水性樹脂
粉末（１）を得た。吸水性樹脂粉末（１）の吸水倍率、
水可溶分および残存単量体を測定し、結果を表１に示し
た。

【００４９】比較例１実施例１と同様に重合を行い粒子状含水ゲル状重合体
（比較含水ゲル（１ａ））を得た。比較含水ゲル（１
ａ）中の１０ｍｍ以上のサイズの含水ゲル状重合体の量
は１２％であった。この比較含水ゲル（１ａ）を実施例
１と同様に乾燥を行ったが、乾燥状態が不均一で未乾燥
部分があり、粉砕不可能であった。そこで乾燥を３５分
追加して乾燥物を得、実施例１と同様に粉砕し、比較吸
水性樹脂粉末（１ａ）を得た。得られた比較含水ゲル
（１ａ）および比較吸水性樹脂粉末（１ａ）について実
施例１と同様に評価した。結果を表１に示した。

【００５０】実施例２実施例１において、ニーダーの羽根の回転数を４５ｒｐ
ｍとし、重合が８４℃のピーク温度に達した後、さらに
３０分間攪拌を続けた他は実施例１と同様にして重合を
行い、粒子状含水ゲル状重合体（平均粒子径０．８ｍ
ｍ）を得、実施例１と同様に多孔板から押し出し、乾
燥、粉砕を行い、含水ゲル（２）および吸水性樹脂粉末
（２）を得た。含水ゲル（２）中の１０ｍｍ以上のサイ
ズの含水ゲル状重合体の量は０％であった。押し出し速
度は、１２０ｋｇ／ｈｒであった。得られた含水ゲル
（２）および吸水性樹脂粉末（２）について実施例１と
同様に評価した。結果を表１に示した。

【００５１】実施例３実施例１において、粒子状含水ゲル状重合体を孔径７．
０ｍｍかつ厚さ４ｍｍの多孔板（開孔率３６％）から押
し出す他は実施例１と同様にして重合、多孔板から押し
出し、乾燥、粉砕を行い、含水ゲル（３）および吸水性
樹脂粉末（３）を得た。含水ゲル（３）中の１０ｍｍ以
上のサイズの含水ゲル状重合体の量は０％であった。押
し出し速度は、１２０ｋｇ／ｈｒであった。得られた含
水ゲル（３）および吸水性樹脂粉末（３）について実施
例１と同様に評価した。結果を表１に示した。

【００５２】実施例４実施例１において、粒子状含水ゲル状重合体を孔径１６
ｍｍかつ厚さ７ｍｍの多孔板から押し出す他は実施例１
と同様にして重合、多孔板から押し出し、乾燥、粉砕を
行い、含水ゲル（４）および吸水性樹脂粉末（４）を得
た。含水ゲル（４）中の１０ｍｍ以上のサイズの含水ゲ
ル状重合体の量は０．５％であった。押し出し速度は、
１２０ｋｇ／ｈｒであった。得られた含水ゲル（４）お
よび吸水性樹脂粉末（４）について実施例１と同様に評
価した。結果を表１に示した。

【００５３】実施例５実施例１において、含水ゲル状重合体を８５℃に保ち、
押し出す他は実施例１と同様にして重合、多孔板から押
し出し、乾燥、粉砕を行い、含水ゲル（５）および吸水
性樹脂粉末（５）を得た。含水ゲル（５）中の１０ｍｍ
以上のサイズの含水ゲル状重合体の量は０％であった。
押し出し速度は、１２０ｋｇ／ｈｒであった。得られた
含水ゲル（５）および吸水性樹脂粉末（５）について実
施例１と同様に評価した。結果を表１に示した。

【００５４】実施例６図１および図２に示したような装置、すなわち、内側に
フッ素樹脂コーティング６をした２枚のステンレス板７
の間にゴムパッキン５を入れ、ボルト３およびナット８
で固着してシールし、内部を窒素置換した注型重合装置
（内容積４．５リットル、縦３００ｍｍ、横３００ｍ
ｍ、幅５０ｍｍ）１の中に、あらかじめ窒素置換したア
クリル酸ナトリウム７５ｍｏｌ％およびアクリル酸２５
ｍｏｌ％からなる単量体成分の水溶液４０００ｇ（単量
体成分３０重量％）と、架橋剤としてのトリメチロール
プロパントリアクリレート２．０ｇ（０．０５ｍｏｌ％
対単量体成分）、過硫酸ナトリウム０．２７ｇ、亜硫酸
水素ナトリウム０．１４ｇとを原料投入口２より入れ、
かつ空気排出口４より窒素を排出させた。この注型重合
装置を、攪拌機と温度コントローラを備え付けたウォー
ターバスに入れ、ウォーターバスの温度を３０℃に維持
し、反応熱を除去しながら重合させた。重合開始から２
時間後、重合装置より塊状の含水ゲル状重合体を取りだ
し、実施例１と同様にして多孔板から押し出し、乾燥、
粉砕を行い、含水ゲル（６）および吸水性樹脂粉末
（６）を得た。含水ゲル（６）中の１０ｍｍ以上のサイ
ズの含水ゲル状重合体の量は１％であった。押し出し速
度は、１２０ｋｇ／ｈｒであった。得られた含水ゲル
（６）および吸水性樹脂粉末（６）について実施例１と
同様に評価した。結果を表１に示した。

【００５５】実施例７実施例１と同様のニーダーに、アクリル酸ナトリウム７
０ｍｏｌ％、アクリル酸２０ｍｏｌ％および２−アクリ
ルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸１０ｍｏｌ％
からなる単量体成分の水溶液５５００ｇ（単量体成分３
７重量％）と、架橋剤としてのトリメチロールプロパン
トリアクリレート２．９８ｇ（０．０５ｍｏｌ％対単量
体成分）とを入れ、反応系内を窒素置換した。次いで重
合開始剤として過硫酸ナトリウム２．４２ｇとＬ−アス
コルビン酸０．１２ｇを添加し、実施例１と同様に重合
し、平均粒子径３ｍｍの粒子状含水ゲル状重合体を得
た。この含水ゲル状重合体を整粒機（ペレッターダブル
ＥＸＤＦＳ−６０型、不二パウダル）を用い、孔径７ｍ
ｍかつ厚さ５ｍｍの多孔板より押し出す他は実施例１と
同様に乾燥、粉砕を行い、含水ゲル（７）および吸水性
樹脂粉末（７）を得た。含水ゲル（７）中の１０ｍｍ以
上のサイズの含水ゲル状重合体の量は０％であった。押
し出し速度は、３２０ｋｇ／ｈｒであった。得られた含
水ゲル（７）および吸水性樹脂粉末（７）について実施
例１と同様に評価した。結果を表１に示した。

【００５６】比較例２実施例６において、架橋剤としてのトリメチロールプロ
パントリアクリレートを用いない他は実施例６と同様に
重合を行い、塊状の含水ゲル状重合体を得た。実施例６
と同様にして孔径７ｍｍかつ厚さ３０ｍｍの多孔板から
押し出した。架橋構造を有しない塊状の含水ゲル状重合
体は粘着性が強く、スクリュウ式押し出し機で押し出し
ても、含水ゲル状重合体は紐状となるばかりで、粒子状
の含水ゲル状重合体は得られなかった。

【００５７】比較例３実施例１において、粒子状含水ゲル状重合体を孔径２ｍ
ｍかつ厚さ３０ｍｍの多孔板から押し出す他は実施例１
と同様に重合し、多孔板から押し出した。スクリュウ式
押し出し機で押し出しても、含水ゲル状重合体は紐状と
なり、粒子状の含水ゲル状重合体は得られなかった。押
し出し速度は、１２０ｋｇ／ｈｒであった。この紐状の
含水ゲル状重合体の乾燥、粉砕を、乾燥時間を４０分と
した他は実施例１と同様に行い、比較吸水性樹脂粉末
（３ａ）を得た。得られた比較吸水性樹脂粉末（３ａ）
について実施例１と同様に評価した。結果を表１に示し
た。

【００５８】比較例４実施例１において、粒子状含水ゲル状重合体を孔径２２
ｍｍかつ厚さ３０ｍｍの多孔板から押し出す他は実施例
１と同様に重合し、多孔板から押し出して、比較含水ゲ
ル（４ａ）を得た。比較含水ゲル（４ａ）中の１０ｍｍ
以上のサイズの含水ゲル状重合体の量は９％であった。
押し出し速度は、１２０ｋｇ／ｈｒであった。この比較
含水ゲル（４ａ）を実施例１と同様に乾燥を行ったが、
乾燥状態が不均一で未乾燥部分があり、粉砕不可能であ
った。そこで乾燥を３０分追加して乾燥物を得、実施例
１と同様に粉砕し、比較吸水性樹脂粉末（４ａ）を得
た。得られた比較含水ゲル（４ａ）および比較吸水性樹
脂粉末（４ａ）について実施例１と同様に評価した。結
果を表１に示した。

【００５９】比較例５実施例４において、粒子状含水ゲル状重合体を孔径１６
ｍｍかつ厚さ３０ｍｍの多孔板から押し出す他は実施例
４と同様に重合し、乾燥を行った。含水ゲル中の１０ｍ
ｍ以上のサイズの含水ゲル状重合体の量は６％であっ
た。押し出し速度は、１２０ｋｇ／ｈｒであった。得ら
れた含水ゲルおよび吸水性樹脂粉末（５ａ）を得た。得
られた比較吸水性樹脂粉末について実施例４と同様に評
価した。結果を表１に示した。

【００６０】

【表１】

【００６１】実施例８実施例１において得られた含水ゲル（１）０．７５ｋｇ
を２００ｍｍ×２８０ｍｍ×８０ｍｍの金網に入れ、図
３に示す乾燥装置で熱風乾燥した。金網に入った含水ゲ
ル（１）２１を熱風乾燥機２８中に置き、フレッシュ空
気導入管２２および水蒸気導入管２３から気体を熱交換
器２６に導入し、熱媒導入管２７から導入される伝熱媒
体により加熱して、温度１１０℃、露点８５℃の水蒸気
−空気混合気体からなる熱風を１ｍ／ｓｅｃの風速で吹
き付けて、該含水ゲル（１）の含水率８％まで乾燥し、
乾燥物を得た。上記混合気体の一部を排出管２４より排
気し、ブロワ２５により熱交換器に循環した。乾燥時間
は４０分であった。得られた乾燥物をロールミルで粉砕
し、１．７ｍｍパス（ＪＩＳ標準フルイ１０メッシュパ
ス）の乾燥粉砕物、すなわち吸水性樹脂粉末（８）を得
た。吸水性樹脂粉末（８）の残存単量体量を測定したと
ころ１０ｐｐｍであった。吸水倍率は４８ｇ／ｇであ
り、水可溶分は９％であった。

【００６２】実施例９実施例８において、実施例６において得られた含水ゲル
（６）を用いる他は実施例８と同様に乾燥を行った。乾
燥時間４０分では一部に未乾燥部分があり１０分の追加
乾燥を行った。得られた乾燥物を実施例８と同様に粉砕
し吸水性樹脂粉末（９）を得た。吸水性樹脂粉末（９）
の残存単量体量は２０ｐｐｍであり、吸水倍率は４８ｇ
／ｇ、水可溶分は９％であった。

【００６３】

【発明の効果】上記実施例および比較例から明らかなよ
うに、本発明の方法によれば、吸水倍率が高く、水可溶
分が少なく、かつ残存単重量体が少ない粒子状含水ゲル
状重合体および吸水性樹脂が得られる。しかも、簡便な
プロセスで特別な装置を必要とせず、高い生産性で得る
ことができる。

【００６４】本発明の粒子状含水ゲル状重合体を乾燥し
たものは均一な乾燥物であり、未乾燥部分の除去等の工
程を経ることなく、マイルドな条件で粉砕すること、す
なわち、ロールミルのような粉砕機を用いることによっ
て微粉末含有量の小さい吸水性樹脂を得ることができ
る。

【００６５】本発明の粒子状含水ゲル状重合体は粗大ゲ
ル粒子を実質的に含有せず、特に、原料の含水ゲル状重
合体の平均粒子径が０．５〜３ｍｍの粒子状含水ゲル状
重合体である場合には、粒度分布の狭い粒子状含水ゲル
状重合体を得ることができる。そのために乾燥効率が大
幅に改善され、特に、特開昭64-26,604 号に記載の乾燥
方法を実施すると、残存単量体の著しく少ない吸水性樹
脂を高い生産性で得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例で使用した重合装置の概略正面
図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う概略断面図である。

【図３】本発明の実施例で使用した乾燥装置のフローシ
ート図である。

【符号の説明】

１…注型重合装置２…原料投入口３…ボルト４…空気排気口５…ゴムパッキン６…フッ素樹脂コー
ティング７…ステンレス板８…ナット２１…含水ゲル状重合体２２…フレッシュ空
気導入管２３…水蒸気導入管２４…排気排出管２５…ブロワ２６…熱交換器２７…熱媒導入管２８…熱風乾燥機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平田和文兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の１株式会社日本触媒姫路製造所内 (72)発明者初田卓巳兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の１株式会社日本触媒姫路研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】架橋構造を有する含水ゲル状重合体を、
孔径３〜２０ｍｍの孔および１〜２０ｍｍの厚さを有す
る多孔板より押し出すことを特徴とする粒子状含水ゲル
状重合体の製造方法。
【請求項２】該含水ゲル状重合体が、平均粒子径０．
５〜３ｍｍの粒子状含水ゲル状重合体である請求項１に
記載の粒子状含水ゲル状重合体の製造方法。
【請求項３】該含水ゲル状重合体の温度が、３５〜９
０℃である請求項１に記載の粒子状含水ゲル状重合体の
製造方法。
【請求項４】該多孔板の孔径が６．５〜１８ｍｍであ
る請求項１ないし３のいずれかに記載の粒子状含水ゲル
状重合体の製造方法。
【請求項５】該多孔板の厚さが４〜１５ｍｍである請
求項１ないし４のいずれかに記載の含水ゲル状重合体の
製造方法。
【請求項６】該含水ゲル状重合体の温度が５０〜７０
℃である請求項１ないし５のいずれかに記載の含水ゲル
状重合体の製造方法。
【請求項７】請求項１に記載の粒子状含水ゲル状重合
体を乾燥し、必要により解砕および／または粉砕するこ
とを特徴とする吸水性樹脂の製造方法。
【請求項８】乾燥が、少なくとも水蒸気を含有しかつ
５０〜１００℃の露点を有する気体と、８０〜２５０℃
の温度で接触させることによって行われる請求項７に記
載の吸水性樹脂の製造方法。
【請求項９】粉砕および／または解砕が、ロールミル
（ロール回転形粉砕機）で行われる請求項７に記載の吸
水性樹脂の製造方法。
【請求項１０】該含水ゲル状重合体が、平均粒子径
０．５〜３ｍｍの粒子状含水ゲル状重合体である請求項
７ないし９のいずれかに記載の吸水性樹脂の製造方法。