JPH08134134A

JPH08134134A - 粒子状含水ゲル重合体の乾燥方法

Info

Publication number: JPH08134134A
Application number: JP27537694A
Authority: JP
Inventors: Kazunao Hitomi; 一尚樋富; Takumi Hatsuda; 卓己初田; Kaoru Matsushima; 薫松島; Kazuhiro Okamura; 一弘岡村; Tadao Shimomura; 忠生下村
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1994-11-09
Filing date: 1994-11-09
Publication date: 1996-05-28

Abstract

(57)【要約】【目的】酸基含有の粒子状含水ゲル重合体を効率良く乾
燥する方法を提供する。【構成】粒子状含水ゲル重合体の乾燥方法は、粒子状含
水ゲル重合体に、界面活性剤を添加する添加工程と、前
記粒子状含水ゲル重合体をローターにより攪拌しながら
乾燥させる乾燥工程とを含む。前記粒子状含水ゲル重合
体は水溶液重合により得られ、かつ酸基を含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粒子状含水ゲル重合体
の乾燥方法、さらに詳しくは、粒子状含水ゲル重合体を
ローターによって攪拌しながら乾燥させる乾燥方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】粘着性の大きい、酸基を含有した含水ゲ
ル重合体は、その表面積を大きくするために粒子状に粉
砕され、静置乾燥する方法が一般的である。該含水ゲル
重合体を静置乾燥すると、乾燥工程で粒子同士が凝集
し、乾燥効率が悪くなったり、乾燥状態が不均一になる
という問題がある。他の方法として、例えば、粒子状の
含水ゲル重合体を攪拌しながら乾燥させる方法が特開平
２−２４０１１２号公報に開示されている。この方法
は、高速ロータを備えた乾燥機を用い、乾燥機内に加熱
された熱い空気流を吹き込み、高速ローターによって粒
子状重合体を軸方向に運搬しながら乾燥させる方法であ
る。ノニオン系重合体あるいは全てが中和された酸基含
有重合体のような粘着性を有しない粒子状重合体に、こ
の方法を適用した場合には、その乾燥状態は良好であ
る。しかしながら、酸基を含有した含水ゲル重合体に適
用する場合には、充分に乾燥される前に粒子状重合体が
互いに粘着し合って塊状となるため、効率良く乾燥する
ことができないという問題がある。また、塊状の含水ゲ
ル重合体が乾燥機内の壁と攪拌羽根との間に挟まり、攪
拌羽根が回転しなくなる場合もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、酸基含有の粒子状含水ゲル重合体を効率良
く乾燥する方法を提供することである。本発明が解決し
ようとする別の課題は、酸基含有の粒子状含水ゲル重合
体を均一に乾燥する方法を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る粒子状含水
ゲル重合体の乾燥方法は、水溶液重合により得られ、か
つ酸基を含有した粒子状含水ゲル重合体に、界面活性剤
を添加する添加工程と、この粒子状含水ゲル重合体をロ
ーターにより攪拌しながら乾燥させる乾燥工程とを含
む。

【０００５】前記粒子状含水ゲル重合体は吸水性を有し
ている樹脂であることが好ましい。前記界面活性剤は、
前記粒子状含水ゲル重合体に１０〜１００の範囲の流動
度を与えるように添加されることが好ましい。前記界面
活性剤は常温で固体であることが好ましい。前記界面活
性剤は、ポリオキシエチレン単位の含有量が７０〜１０
０重量％の範囲であることが好ましい。

【０００６】前記界面活性剤はポリエチレングリコール
であることが好ましい。前記ポリエチレングリコールは
数平均分子量が１００００〜１０００００の範囲である
ことが好ましい。前記界面活性剤の添加量は、前記粒子
状含水ゲル重合体の重量１００％に対して、０．０１〜
１０重量％であることが好ましい。

【０００７】前記粒子状含水ゲル重合体は、その５０％
以上が粒径０．３〜５ｍｍの範囲内の粒子で構成されて
いることが好ましい。前記乾燥工程は、２０〜２５０℃
の温度範囲で行う工程であることが好ましい。

【０００８】

【手段の詳細な説明】本発明に係る粒子状含水ゲル重合
体の乾燥方法では、粒子状含水ゲル重合体に界面活性剤
を添加する。前記界面活性剤を添加することにより、前
記粒子状含水ゲル重合体の流動度は１０〜１００の範囲
内に設定されることが好ましく、１５〜９０の範囲内に
設定されることがより好ましく、２０〜８０の範囲内に
設定されることがさらに好ましい。ただし、本発明でい
う流動度とは、１０ｍｍの目の開きの金網（ＳＵＳ３０
４製）の上に配置後１分間に金網を通過した試料の量を
Ｘ［ｇ］とし、さらに容器を鉛直方向に素早く引き上げ
た後の１分間に金網を通過した試料の量をＹ［ｇ］とし
て、以下の式によって計算したものである。

【０００９】流動度＝（（Ｘ＋Ｙ）／１００）×１
００＝Ｘ＋Ｙ［％］流動度が１０より小さい範囲である場合は、粒子状含水
ゲル重合体同士が粘着し合って塊状となり、効率良く乾
燥させることができない場合がある。前記界面活性剤と
しては、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ポリオキ
シエチレンラウリル硫酸ナトリウム、ラウリルリン酸ナ
トリウム、Ｎ−椰子油脂肪酸アシル−Ｌ−グルタミン酸
モノナトリウム、ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリ
ウム、アルキルナフタレンスルフォン酸ナトリウム等の
アニオン性界面活性剤；1:1 型椰子油脂肪酸ジエタノー
ルアミド、モノステアリン酸ポリエチレングリコール、
モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、オクチ
ルフェノールポリオキシエチレン、ソルビタンモノオレ
エート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレー
ト等の非イオン性界面活性剤；塩化ステアリルトリメチ
ルアンモニウム、エチル硫酸ラノリン脂肪酸アミノプロ
ピルエチルジメチルアンモニウム、ラウリルトリメチル
アンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモ
ニウムクロライド等のカチオン性界面活性剤；椰子油脂
肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、２−
アルキル−Ｎ−カルボキシメチル−Ｎ−ヒドロキシエチ
ルイミダゾリニウムベタイン、ラウリルベタイン等の両
性界面活性剤；カチオン化セルロース、ポリエチレング
リコール、ポリプロピレングリコール等の高分子界面活
性剤の他、公知のシリコン系界面活性剤及びフッ素系界
面活性剤等があげられる。また、市販品では、例えば、
キシダ化学株式会社製のポリエチレングリコール６０
０、和光純薬工業株式会社製のポリエチレングリコール
６００、ポリエチレングリコール４０００、ポリエチレ
ングリコール２００００、ポリエチレングリコール５０
００００、花王株式会社製のネオペレックスＮｏ．２
５、レオドールＳＰ−０１０、レオドールＴＷ−０１０
６、レオドールスーパーＴＷ−Ｓ１２０、コータミンＤ
８６Ｐ、アンヒトール２０ＢＳが挙げられる。

【００１０】前記界面活性剤の中でも常温で固体の界面
活性剤は、得られる粒子状含水ゲル重合体の乾燥物のベ
タつきが少なく、吸湿時の流動性が良いという点で好ま
しい。また、ポリオキシエチレン単位の含有量が７０〜
１００重量％の範囲である界面活性剤は、他の界面活性
剤を添加した場合に比べて、得られる粒子状含水ゲル重
合体の乾燥物の吸水能力が高いという点で好ましい。中
でも、ポリエチレングリコールは、粒子状含水ゲル重合
体との親和性が良好であるが、重合体に吸収されずに表
面に付着し、流動度を効果的に向上させることができる
点と、親水性であるため乾燥物の物性に悪影響を及ぼさ
ないという点で好ましい。

【００１１】さらに、ポリエチレングリコールの中でも
数平均分子量が１００００〜１０００００のものは乾燥
中の粒子が凝集をおこさないという点で好ましい。前記
界面活性剤の添加量は、粒子状含水ゲル重合体の重量１
００％に対して、０．０１〜１０重量％であることが好
ましく、０．１〜５重量％であることがさらに好まし
い。添加量が０．０１重量％より少ない場合は、粒子状
含水ゲル重合体に対して所望の範囲の流動度を与えるこ
とができない場合がある。また、添加量が１０重量％よ
り多い場合は、被乾燥体がベタついたり、コストが上昇
したり、あるいは、その添加量に見合う性能が得られな
いことがある。

【００１２】前記粒子状含水ゲル重合体に前記界面活性
剤を添加する添加工程での添加方法は特に限定されず、
重合機中で添加する方法、混合機中で添加する方法、乾
燥機中で添加する方法、粒子状含水ゲル重合体に界面活
性剤を噴霧して添加する方法等が使用できる。特に、重
合機中で添加する方法は、製造プロセスが簡単になり好
ましい。

【００１３】前記粒子状含水ゲル重合体に前記界面活性
剤を添加した後に、必要であれば混合の工程を経てもよ
い。混合は必要であれば、重合機中、混合機中、乾燥機
中等で行うことができる。均一な混合が必要であれば、
例えばニーダー等の混練装置中での混合が好ましい。前
記粒子状含水ゲル重合体に前記界面活性剤を添加するタ
イミング、及び必要であれば混合するタイミングは特に
制限されず、含水ゲル重合体が粒子状となった時点から
乾燥が終了するまでならば良い。好ましくは、含水ゲル
重合体が粗大粒子をあまり含まない粒子状となった時点
から、乾燥が開始するまでの期間である。例えば、重合
機中で粒子状含水ゲル重合体が得られる場合は、この重
合機中に添加及び混合を行ってもよい。

【００１４】乾燥に用いられる乾燥機は、ローターを備
えているものであれば特に限定されず、例えば、減圧乾
燥機、熱風乾燥機、間接加熱型乾燥機が挙げられる。ロ
ーターは、被乾燥体を攪拌するものであれば特に限定さ
れず、例えばアーム、羽根、パドル等で構成されてい
る。市販品では、例えば、ホソカワミクロン株式会社製
のナウタミキサ、ソリッドエアー、コンティニュエータ
ー、トーラスディスク及びミクロンサーモプロセッサ、
株式会社大川原製作所製のコンダクションフロー、スー
パーロータリードライヤー及びフラッシュリアクター、
株式会社栗本鉄工所のカットディスクドライヤー、株式
会社奈良機械製作所のパドルドライヤー、松坂貿易株式
会社製のレーディゲミキサーが挙げられる。

【００１５】前記粒子状含水ゲル重合体を乾燥させる時
間は、粒子状含水ゲル重合体の粒径及び乾燥温度により
異なるが、１〜９０分であることが好ましく、３〜６０
分であることがさらに好ましい。乾燥時間が１分より少
ない場合には、乾燥が不十分である。９０分を越える場
合には、本発明の目的とする効率の良い乾燥とはいえな
い。

【００１６】本発明によって乾燥する粒子状含水ゲル重
合体は、その５０〜１００重量％が、粒径０．１〜１０
ｍｍの範囲内の粒子で構成されていることが好ましく、
０．３〜５ｍｍの範囲内の粒子で構成されていることが
さらに好ましい。粒径が０．１ｍｍより小さい場合に
は、塊状になりやすく多量の界面活性剤が必要であり、
不経済である。また、粒径が１０ｍｍより大きい場合に
は、効率良く乾燥させることができない。したがって、
前述の範囲内の粒径を有する粒子が占める割合が全体の
５０〜１００重量％であることが好ましい。

【００１７】本発明において、乾燥温度は、２０〜２５
０℃の範囲であることが好ましく、１００〜２００℃の
範囲であることがさらに好ましい。設定温度が２０℃以
下の場合には、有効な乾燥を達成することができない。
また２５０℃を越える場合には、温度の負荷によって重
合体が分解したり、副反応が生じたりする場合がある。

【００１８】本発明の方法によって乾燥する粒子状含水
ゲル重合体は、含水率が２０〜８０重量％であることが
好ましく、３０〜７０重量％であることがさらに好まし
い。含水率が２０重量％より少ない場合には、粒子状含
水ゲル重合体が凝集する確率が低くなり、必ずしも本願
の乾燥法を用いる必要がない。また、８０重量％より多
い場合には、粒子状含水ゲル重合体の生産性自体が悪
く、経済的でない。

【００１９】本発明の方法によって乾燥する粒子状含水
ゲル重合体は、単量体を水溶液重合により重合させて得
られる重合体である。すなわち、重合により含水ゲル状
となるエチレン性不飽和単量体を含む単量体成分の水性
液を、重合して得られる含水ゲル重合体である。この含
水ゲル重合体を得る方法として、例えば、型枠の中に単
量体成分の水溶液を入れ重合する方法（特開昭５５−１
３３，４１３号）、内部で生成した含水ゲル状重合体を
細分化できるような攪拌軸を有する、ニーダー等の重合
器を用いて単量体成分の水溶液を重合する方法（特開昭
５７−３４，１０１号等）が挙げられる。重合工程で粒
子状の含水ゲル重合体が得られる点で、後者の重合方法
がより好ましい。

【００２０】水溶液重合法によって得られる含水ゲル重
合体は塊状の場合があり、本発明の乾燥方法に用いる含
水ゲル状重合体とするために、粒子状に成型する工程が
必要な場合がある。重合により得られた含水ゲル状重合
体を、所望の粒子状の含水ゲル状重合体に成型する方法
は、従来公知の方法を用いることができる。例えば、含
水ゲル状重合体に剪断力を加え、粒子状に粉砕すればよ
い。含水ゲル状重合体に剪断力を加えるための具体的な
装置としては、例えばミートチョッパー等のスクリュウ
ー型押し出し機や（機械）加圧ニーダー、インターナル
ミキサー、パンバリーミキサー等のニーダー等を挙げる
ことができる。

【００２１】本発明の方法によって乾燥する粒子状含水
ゲル重合体は、酸基を含有する重合体である。重合体を
形成する全単量体成分に対し、酸基含有単量体の割合が
少なくとも５モル％、好ましくは少なくとも１０モル
％、さらに好ましくは少なくとも１５モル％である重合
体である。酸基の含有量が５モル％未満の場合には、必
ずしも本願の乾燥方法を用いる必要がない。

【００２２】酸基含有単量体の例としては、（メタ）ア
クリル酸、（無水）マレイン酸、フマル酸、クロトン
酸、イタコン酸、２−（メタ）アクリロイルエタンスル
ホン酸、２−（メタ）アクリロイルプロパンスルホン
酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパン
スルホン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸等
の単量体が挙げられる。これらの単量体に加えて、前記
の酸基含有単量体の塩；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−
置換（メタ）アクリルアミド、２−ヒドロキシエチル
（メタ）アクリレート、２−ヒドキシプロピル（メタ）
アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メ
タ）アクリレート、ポリエチレングリコール（メタ）ア
クリレート等のノニオン性親水性基含有単量体；Ｎ，Ｎ
−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ
−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ，
Ｎ、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド等
のアミノ基含有不飽和単量体やそれらの４級化物等を共
重合成分として用いることができる。また、得られる重
合体の親水性を極度に阻害しない程度の量で、例えば、
メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレ
ート、ブチル（メタ）アクリレート等のアクリル酸エス
テル類や酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等の疎水性単
量体を使用してもよい。単量体としては、これらのうち
から１種または２種以上を選択して用いることができる
が、吸水性の樹脂材料を得る場合には、その吸水諸特性
を考えると（メタ）アクリル酸（塩）、２−（メタ）ア
クリロイルエタンスルホン酸（塩）、２−（メタ）アク
リルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸（塩）から
なる群から選ばれる１種以上のものが好ましく、（メ
タ）アクリル酸を必須成分として含むものがさらに好ま
しい。この場合（メタ）アクリル酸の３０〜９０モル％
が塩基性物質で中和されているものが最も好ましい。

【００２３】これらの単量体成分を重合するにあたり、
デンプン、セルロース、キチン、ポリビニルアルコー
ル、ポリエチレングリコール等の親水性高分子の存在下
で該単量体成分を重合することによって、重合と同時に
グラフト結合やコンプレックスを形成してもよい。これ
らの重合体は、架橋構造を有するものであっても、架橋
構造を有しない水溶性の重合体であってもよい。中でも
本発明の方法は、大量生産が必要とされる吸水性を有す
る樹脂を乾燥させる場合に好適である。

【００２４】吸水性を有する樹脂は、架橋剤を使用せず
に得られる自己架橋型のものであっても、得られる樹脂
の吸水性能が所望の基準に達する範囲で、エチレン性不
飽和基および／または反応性官能基を有する架橋剤を用
いて得られるものでもよい。これらの架橋剤は、上述の
エチレン性不飽和単量体と重合し、含水ゲル状重合体が
得られるものであれば特に制限はない。具体的に例を挙
げると、例えばＮ，Ｎ′−メチレンビス（メタ）アクリ
ルアミド、（ポリ）エチクレングリコール（メタ）アク
リレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート、トリ
メチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリア
リルアミン、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソ
シアヌレート、グリシジル（メタ）アクリレート、（ポ
リ）エチレングリコール、ジエチレングリコール、（ポ
リ）グリセリン、プロピレングリコール、ジエタノール
アミン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトー
ル（ポリ）エチレングリコールジエチレンジアミン、ポ
リエチレンイミン、（ポリ）塩化アルミニウム、硫酸ア
ルミニウム、塩化カルシウム、硫酸マグネシウムを挙げ
ることができ、これらのうち反応性を考慮して、１種ま
たは２種以上を用いることができる。これらのうちで
Ｎ，Ｎ′−メチレンビス（メタ）アクリルアミド、（ポ
リ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート及びト
リメチロールプロパントリ（メタ）アクリレートが好ま
しい。これらの架橋剤の使用量は、単量体成分に対し、
通常０．００１〜２モル％、好ましくは０．０１〜１モ
ル％である。

【００２５】本発明方法によって得られた粒子状含水ゲ
ル重合体の乾燥物は、さらに粉砕しなくても、水溶液を
多量に吸収して膨潤する吸水性樹脂として、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、土木分野において保水剤、脱水剤などの幅広い用途
に応用される。

【００２６】

【実施例】以下に、本発明の具体的な製造例、実施例及
び比較例を示すが本発明は下記の実施例に限定されな
い。以下の実施例によれば、水溶液重合により得られ、
かつ酸基含有の粒子状含水ゲル重合体を攪拌しながら乾
燥させる際に、界面活性剤を添加し、攪拌乾燥すること
によって、粒子同士が凝集しにくく、効率良く均一に乾
燥することができ、かつ静置乾燥をする時に比べて、吸
収能力が同等以上で、可溶分が少ない吸水性を有する樹
脂を得ることができる。

【００２７】また、ポリオキシレン単位の含有量が７０
〜１００重量％の範囲である界面活性剤を使用する場合
には、他の界面活性剤を用いた場合に比べて吸収能力が
高い吸水性を有する樹脂を得ることができる。さらに、
ポリエチレングリコールの数平均分子量が１００００〜
１０００００の範囲である場合には、乾燥時に粒子状含
水ゲル重合体がより凝集を起しにくくなり、また、吸収
能力が高く可溶分の少ない吸水性樹脂を得ることができ
る。実施例に記載の流動度、可溶分、吸水能力は、下記
の試験方法に従って測定した値で示す。

【００２８】〔流動度〕底面の直径８０ｍｍ、深さ１２
０ｍｍのポリプロピレン製の円筒状容器に、１００ｇの
粒子状含水ゲル重合体を投入した。この時の試料の温度
は２５〜３０℃とした。この試料を直径８ｍｍのかき混
ぜ棒（ＳＵＳ３０４製）で３分間攪拌した。攪拌が終了
してすぐに、この試料入り容器を、開口面を下にして、
１０ｍｍの目の開きの金網（ＳＵＳ３０４製）の上に配
置した。配置後１分間に金網を通過した試料の量をＸ
［ｇ］とした。次に、容器を鉛直方向に素早く引き上げ
た。引き上げた後の１分間に金網を通過した試料の量を
Ｙ［ｇ］とした。流動度は以下の式によって計算した。

【００２９】流動度＝（（Ｘ＋Ｙ）／１００）×１
００＝Ｘ＋Ｙ［％］可溶分、吸水能力これらの物性は、乾燥重合体をハンマーミルで粉砕し、
粒径１５０〜８５０μｍとした乾燥重合体を用いた。

【００３０】〔可溶分〕固形分がＷ［ｍｇ］（約４００
ｍｇ）の乾燥重合体を、１２０ｍｌの使い捨てビーカー
に秤量した。このビーカーに合成尿７５ｍｌを加えた。
合成尿とは、蒸留水（６０００重量部）に希釈される１
％トライトンＸ−１００（ローム・アンド・ハース・ジ
ャパン株式会社製）（１５．０重量部）、塩化ナトリウ
ム（６０．０重量部）、塩化カルシウム２水和物（１．
８重量部）、及び塩化マグネシウム６水和物（３．６重
量部）である。このビーカー内の試料を１６時間ゆっく
りと攪拌した後、１５分間沈殿させた。この上澄み液か
ら０．２２μｍのフィルターを使用して採取した濾液２
０ｍｌを５０ｍｌの使い捨てビーカーに入れた。０．１
Ｎの水酸化ナトリウム（Ｖａ［ｍｌ］，規定度Ｎａ［ｍ
ｅｑ／ｍｌ］）でｐＨ１０に滴定した。次に、０．１Ｎ
の塩酸（Ｖｂ［ｍｌ］，規定度Ｎｂ［ｍｅｑ／ｍｌ］）
でｐＨ２．７に逆滴定した。可溶分は以下の式によって
計算した。

【００３１】可溶分＝（Ｗａ＋Ｗｂ）／Ｗ×１００［％］但し、抽出された酸部分の重量Ｗａと中和酸部分の重量
Ｗｂは、Ｗａ＝Ｍａ×Ｅａ×７５／２５＝Ｍａ×Ｅａ×３［ｍｇ］Ｗｂ＝Ｍｂ×Ｅｂ×７５／２５＝Ｍｂ×Ｅｂ×３［ｍｇ］（Ｅａは可溶分中の酸部分の当量。アクリル酸の場合７
２［ｍｇ／ｍｅｑ］。Ｅｂは可溶分中の中和酸部分の当
量。アクリル酸ナトリウムの場合９４［ｍｇ／ｍｅ
ｑ］。）滴定された酸部分の当量Ｍａと中和酸部分の当量Ｍｂ、
及びそれらの合計Ｍｔ（＝Ｍａ＋Ｍｂ）は、Ｍａ＝（Ｖａ−Ｖａｂ）×Ｎａ［ｍｅｑ］Ｍｔ＝（Ｖｂ−Ｖｂｂ）×Ｎｂ［ｍｅｑ］Ｍｂ＝Ｍｔ−Ｍａ［ｍｅｑ］（Ｖａｂは、合成尿２０ｍｌをｐＨ１０に滴定するのに
必要な０．１Ｎの水酸化ナトリウムの容量［ｍｌ］。

【００３２】Ｖｂｂは合成尿２０ｍｌをｐＨ１０からｐ
Ｈ２．７まで逆滴定するのに必要な０．１Ｎの塩酸の容
量［ｍｌ］。）〔吸収能力〕直径９．５ｃｍの円形をした底面を持つ容
器に７．５ｃｍ×５．７ｃｍの長方形のトイレットペー
パー１６枚を底面と平行に配置し、人工尿（尿素１．９
％，塩化ナトリウム０．８％、硫酸マグネシウム０．１
％、塩化カルシウム０．１％からなる水溶液）を２０ｇ
注いだ。次いで、固形分がＡ［ｇ］（約１ｇ）の乾燥重
合体をトイレットペーパーの中央に配置し、１０分間吸
収膨張させた。この吸収膨張した吸水性樹脂の重量Ｂ
［ｇ］を測定した。吸収能力は以下の式によって計算し
た。

【００３３】吸収能力＝Ｂ／Ａ［ｇ／ｇ］製造例１アクリル酸４１３．９ｇ、アクリル酸ナトリウム１６２
１ｇ、トリメチロールプロパントリアクリレート３．０
６３ｇ及び水３４２３ｇからなる単量体水溶液を、内容
積１０Ｌのシグマ型羽根を２本有するジャケット付きス
テンレス製双腕型ニーダーに蓋をつけた反応容器に供給
した。単量体水溶液を２８℃の温度に保ち、反応系を窒
素置換した。次いで、羽根を回転させながら１０重量％
過硫酸ナトリウム水溶液２７．５９ｇ及び１重量％Ｌ−
アスコルビン酸水溶液１１．５０ｇを添加し、６０分間
重合を行った。得られた粒子状含水ゲル重合体（１）は
約３ｍｍの径の細粒に細分化されていた。

【００３４】実施例１製造例１で得られた粒子状含水ゲル重合体（１）５００
０ｇにポリエチレングリコール６００（キシダ化学株式
会社製、１級、数平均分子量５７０〜６３０）を２０ｇ
添加し、製造例１で使用したニーダーを用いて１０分間
攪拌混合し、粒子状含水ゲル重合体（２）を得た。粒子
状含水ゲル重合体（２）の流動度は２２であった。

【００３５】得られた粒子状含水ゲル重合体（２）をモ
ルタルミキサー（西日本試験機製作所製）に１００ｇ
（試料温度約２７℃）供給し、高速回転（自転運動２８
５ｒｐｍ、惑星運動１２５ｒｐｍ、羽根の周速３．４ｍ
／ｓ）で攪拌しながら、ヒーティング・ガン（石崎電機
製作所製、ブランジェットＰＪ２１４Ａ）を最大の風量
・風速（風量０．１８ｍ³／ｍｉｎ．，風速１０００ｍ
／ｍｉｎ．）に設定し、粒子状含水ゲル重合体（２）に
約２０ｃｍの距離から７分間作用させた（ヒーティング
・ガンから約２０ｃｍの距離での熱風温度は約１６０℃
であった。）乾燥開始後約３分で、約１ｃｍの凝集塊の
生成もあったが、乾燥開始後約５分で、その凝集は解除
され、ほとんどが凝集していない乾燥重合体（１）が得
られた。乾燥重合体（１）の可溶分、吸収能力、乾燥状
態を表１に示した。

【００３６】実施例２製造例１で得られた粒子状含水ゲル重合体（１）５００
０ｇにポリエチレングリコール６００（キシダ化学株式
会社製、１級、数平均分子量５７０〜６３０）を１０ｇ
添加し、製造例１で使用したニーダーを用いて１０分間
攪拌混合し、粒子状含水ゲル重合体（３）を得た。粒子
状含水ゲル重合体（３）の流動度は１８であった。

【００３７】得られた粒子状含水ゲル重合体（３）を、
実施例１と同様の操作を行い乾燥した。乾燥開始後約３
分で、約１ｃｍの凝集塊の生成もあったが、乾燥開始後
約５分で、その凝集は解除され、ほとんどが凝集してい
ない乾燥重合体（２）が得られた。乾燥重合体（２）の
可溶分、吸収能力、乾燥状態を表１に示した。実施例３製造例１で得られた粒子状含水ゲル重合体（１）１００
ｇにポリエチレングリコール６００（和光純薬工業株式
会社製、１級、数平均分子量５６０〜６４０）を２ｇ添
加した後、ポリプロピレン製の容器の中でかき混ぜ棒を
用いて３分間攪拌混合し、粒子状含水ゲル重合体（４）
を得た。粒子状含水ゲル重合体（４）の流動度は２４で
あった。

【００３８】得られた粒子状含水ゲル重合体（４）を、
実施例１と同様の操作を行い乾燥した。乾燥開始後約３
分で、約１ｃｍの凝集塊の生成もあったが、乾燥開始後
約５分で、その凝集は解除され、ほとんどが凝集してい
ない乾燥重合体（３）が得られた。乾燥重合体（３）の
可溶分、吸収能力、乾燥状態を表１に示した。実施例４製造例１で得られた粒子状含水ゲル重合体（１）２００
ｇに陰イオン性界面活性剤ネオペレックスＮｏ．２５
（花王株式会社製）を３．２ｇ添加した後、ポリプロピ
レン製の容器中でかき混ぜ棒を用いて３分間攪拌混合
し、粒子状含水ゲル重合体（５）を得た。粒子状含水ゲ
ル重合体（５）の流動度は２９であった。

【００３９】得られた粒子状含水ゲル重合体（５）を、
実施例１と同様の操作を行い乾燥した。粒子状含水ゲル
重合体（５）は凝集をほとんど起こさずに乾燥され、ほ
とんどが凝集していない乾燥重合体（４）が得られた。
乾燥重合体（４）の可溶分、吸収能力、乾燥状態を表１
に示した。実施例５製造例１で得られた粒子状含水ゲル重合体（１）２００
ｇに非イオン性界面活性剤レオドールＳＰ−Ｏ１０（花
王株式会社製，ＨＬＢ４．３）を０．８ｇ添加した後、
ポリプロピレン製の容器中でかき混ぜ棒を用いて３分間
攪拌混合し、粒子状含水ゲル重合体（６）を得た。粒子
状含水ゲル重合体（６）の流動度は４７であった。

【００４０】得られた粒子状含水ゲル重合体（６）を、
実施例１と同様の操作を行い乾燥した。粒子状含水ゲル
重合体（６）は凝集をほとんど起こさずに乾燥され、ほ
とんどが凝集していない乾燥重合体（５）が得られた。
乾燥重合体（５）の可溶分、吸収能力、乾燥状態を表１
に示した。実施例６製造例１で得られた粒子状含水ゲル重合体（１）２００
ｇに非イオン性界面活性剤レオドールＴＷ−Ｏ１０６
（花王株式会社製，ＨＬＢ１０．０）を０．８ｇ添加し
た後、ポリプロピレン製の容器中でかき混ぜ棒を用いて
３分間攪拌混合し、粒子状含水ゲル重合体（７）を得
た。粒子状含水ゲル重合体（７）の流動度は４５であっ
た。

【００４１】得られた粒子状含水ゲル重合体（７）を、
実施例１と同様の操作を行い乾燥した。粒子状含水ゲル
重合体（７）は凝集をほとんど起こさずに乾燥され、ほ
とんどが凝集していない乾燥重合体（６）が得られた。
乾燥重合体（６）の可溶分、吸収能力、乾燥状態を表１
に示した。実施例７製造例１で得られた粒子状含水ゲル重合体（１）２００
ｇに非イオン性界面活性剤レオドールスーパーＴＷ−Ｓ
１２０（花王株式会社製，ＨＬＢ１４．９）を０．８ｇ
添加した後、ポリプロピレン製の容器中でかき混ぜ棒を
用いて３分間攪拌混合し、粒子状含水ゲル重合体（８）
を得た。粒子状含水ゲル重合体（８）の流動度は２８で
あった。

【００４２】得られた粒子状含水ゲル重合体（８）を、
実施例１と同様の操作を行い乾燥した。乾燥開始後約３
分で、約１ｃｍの凝集塊の生成もあったが、乾燥開始後
約５分で、その凝集は解除され、ほとんどが凝集してい
ない乾燥重合体（７）が得られた。乾燥重合体（７）の
可溶分、吸収能力、乾燥状態を表１に示した。実施例８製造例１で得られた粒子状含水ゲル重合体（１）２００
ｇに陽イオン性界面活性剤コータミンＤ８６Ｐ（花王株
式会社製）を５．２８ｇ添加した後、ポリプロピレン製
の容器中でかき混ぜ棒を用いて３分間攪拌混合し、粒子
状含水ゲル重合体（９）を得た。粒子状含水ゲル重合体
（９）の流動度は２０であった。

【００４３】得られた粒子状含水ゲル重合体（９）を、
実施例１と同様の操作を行い乾燥した。粒子状含水ゲル
重合体（９）は凝集をほとんど起こさずに乾燥され、ほ
とんどが凝集していない乾燥重合体（８）が得られた。
乾燥重合体（８）の可溶分、吸収能力、乾燥状態を表１
に示した。実施例９製造例１で得られた粒子状含水ゲル重合体（１）２００
ｇに両性界面活性剤アンヒトール２０ＢＳ（花王株式会
社製）を２．５６ｇ添加した後、ポリプロピレン製の容
器中でかき混ぜ棒を用いて３分間攪拌混合し、粒子状含
水ゲル重合体（１０）を得た。粒子状含水ゲル重合体
（１０）の流動度は３０であった。

【００４４】得られた粒子状含水ゲル重合体（１０）
を、実施例１と同様の操作を行い乾燥した。粒子状含水
ゲル重合体（１０）は凝集をほとんど起こさずに乾燥さ
れ、ほとんどが凝集していない乾燥重合体（９）が得ら
れた。乾燥重合体（９）の可溶分、吸収能力、乾燥状態
を表１に示した。実施例１０製造例１で得られた粒子状含水ゲル重合体（１）５００
０ｇにポリエチレングリコール４０００（和光純薬工業
株式会社製、１級、数平均分子量３４００〜４６００）
を２０ｇ添加し、製造例１で使用したニーダーを用いて
１０分間攪拌混合し、粒子状含水ゲル重合体（１１）を
得た。この時、攪拌混合系中の温度は約５０℃に調製し
た。粒子状含水ゲル重合体（１１）の流動度は２１であ
った。

【００４５】得られた粒子状含水ゲル重合体（１１）
を、実施例１と同様の操作を行い乾燥した。乾燥開始後
約３分で、約１ｃｍの凝集塊の生成もあったが、乾燥開
始後約５分で、その凝集は解除され、ほとんどが凝集し
ていない乾燥重合体（１０）が得られた。乾燥重合体
（１０）の可溶分、吸収能力、乾燥状態を表１に示し
た。実施例１１製造例１で得られた粒子状含水ゲル重合体（１）５００
０ｇにポリエチレングリコール２００００（和光純薬工
業株式会社製、１級、数平均分子量１５０００〜２５０
００）を２０ｇ添加し、製造例１で使用したニーダーを
用いて１０分間攪拌混合し、粒子状含水ゲル重合体（１
２）を得た。この時、攪拌混合系中の温度は約５０℃に
調製した。粒子状含水ゲル重合体（１２）の流動度は２
１であった。

【００４６】得られた粒子状含水ゲル重合体（１２）
を、実施例１と同様の操作を行い乾燥した。粒子状含水
ゲル重合体（１２）は凝集をほとんど起こさずに乾燥さ
れ、ほとんどが凝集していない乾燥重合体（１１）が得
られた。乾燥重合体（１１）の可溶分、吸収能力、乾燥
状態を表１に示した。実施例１２実施例１１と同様の操作を行って得られた粒子状含水ゲ
ル重合体（１２）を間接加熱型乾燥機ソリッドエアー
（ホソカワミクロン株式会社製、ＳＪＳ−１０−６）を
用いて乾燥した。ソリッドエアーは、内径０．２５ｍ、
容量約１１０Ｌの水平円筒状の乾燥容器内にジャケット
を持ち、容器中心部のシャフト（直径０．１ｍ）に設置
されたパドルが、粒子状含水ゲル重合体を攪拌し乾燥す
る。ジャケット温度１８０℃、シャフトの回転数７５０
ｒｐｍ（周速９．８ｍ／ｓ）に設定し、粒子状含水ゲル
重合体（１２）を３７．５Ｋｇ／ｈの処理量で連続的に
供給スクリューを通して供給した。同時に、１６５℃に
加熱された、ドライエアーを生成物流と向流状態で４３
５ＮＬ／ｈの量で乾燥容器中に吹き込んだ。ソリッドエ
アーを通過させることでほとんど凝集していない乾燥重
合体（１２）を得た。この時の平均滞留時間は約１６分
であった。乾燥重合体（１２）の可溶分、吸水能力、乾
燥状態を表１に示した。

【００４７】実施例１３２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルフォン酸
１１９．０ｇ、アクリル酸３７２．５ｇ、アクリル酸ナ
トリウム１６２１ｇ、トリメチロールプロパントリアク
リレート３．０６３ｇ及び水３５５４ｇからなる単量体
水溶液を、内容積１０Ｌのジグマ型羽根を２本有するジ
ャケット付きステンレス製双腕型ニーダーに蓋をつけた
反応容器に供給した。単量体水溶液を２８℃の温度に保
ち、反応系を窒素置換した。次いで、羽根を回転させな
がら１０重量％過硫酸ナトリウム水溶液２７．５９ｇ及
び１重量％Ｌ−アスコルビン酸水溶液１１．５０ｇを添
加した。重合の開始と共に重合系の温度は上昇し、重合
系の温度がピークに達した。この時、反応容器中の反応
物は粒子状含水ゲル重合体となっていた。ここで、ポリ
エチレングリコール２００００（和光純薬工業株式会社
製、１級、数平均分子量１５０００〜２５０００）を２
０ｇ添加し、ジャケットの温度を６０℃に保ち、さらに
２０分間羽根の回転を続けた。得られた粒子状含水ゲル
重合体（１３）は約３ｍｍの系の細粒に細分化されてい
た。粒子状含水ゲル重合体（１３）の流動度は２０であ
った。

【００４８】得られた粒子状含水ゲル重合体（１３）
を、実施例１と同様の操作を行い乾燥した。粒子状含水
ゲル重合体（１３）は凝集をほとんど起こさずに乾燥さ
れ、ほとんどが凝集していない乾燥重合体（１３）が得
られた。乾燥重合体（１３）の可溶分、吸収能力、乾燥
状態を表１に示した。実施例１４製造例１で得られた粒子状含水ゲル重合体（１）５００
０ｇにポリエチレングリコール５０００００（和光純薬
工業株式会社製、１級、数平均分子量３０００００〜５
０００００）を２０ｇ添加し、製造例１で使用したニー
ダーを用いて１０分間攪拌混合し、粒子状含水ゲル重合
体（１４）を得た。この時、攪拌混合系中の温度は約６
０℃に調製した。粒子状含水ゲル重合体（１４）の流動
度は１５であった。

【００４９】得られた粒子状含水ゲル重合体（１４）
を、実施例１と同様の操作を行い乾燥した。乾燥開始後
約３分で、約２ｃｍの凝集塊の生成もあったが、乾燥開
始後約５分で、その凝集は解除され、ほとんどが凝集し
ていない乾燥重合体（１４）が得られた。乾燥重合体
（１４）の可溶分、吸収能力、乾燥状態を表１に示し
た。実施例１５製造例１で得られた粒子状含水ゲル重合体（１）５００
０ｇにポリエチレングリコール６００（キシダ化学株式
会社製、１級、数平均分子量５７０〜６３０）を２ｇ添
加し、製造例１で使用したニーダーを用いて１０分間攪
拌混合し、粒子状含水ゲル重合体（１５）を得た。粒子
状含水ゲル重合体（１５）の流動度は４であった。

【００５０】得られた粒子状含水ゲル重合体（１５）
を、実施例１と同様の操作を行い乾燥した。乾燥開始後
約１分で、約２ｃｍの凝集塊の生成もあったが、乾燥開
始後約５分で、その凝集は解除されるものもあった。７
分の乾燥操作後、５ｍｍ以上の粒子を約４０％含んでい
るが均一に乾燥された乾燥重合体（１５）が得られた。
乾燥重合体（１５）の可溶分、吸収能力、乾燥状態を表
１に示した。

【００５１】比較例１実施例１において、攪拌しないこと以外は実施例１と同
様の条件で乾燥を行った。操作後の重合体は１層の板状
の凝集体として得られ、乾燥は不均一であった。すなわ
ち、上層は乾燥されていたが、下層は乾燥されていない
含水ゲル状であった。

【００５２】乾燥されていた上層部の可溶分、吸収能
力、乾燥状態を表１に示した。比較例２実施例１において、粒子状含水ゲル重合体（２）を製造
例１で得られた粒子状含水ゲル重合体（１）にすること
以外は実施例１と同様の操作を行った。操作後の重合体
は１つの凝集体として得られ、乾燥は不均一であった。
すなわち、表層は乾燥されていたが、内部は乾燥されて
いない含水ゲル状であった。

【００５３】乾燥されていた表面部の可溶分、吸収能
力、乾燥状態を表１に示した。比較例３実施例１２において、粒子状含水ゲル重合体（１２）を
製造例１で得られた粒子状含水ゲル重合体（１）にする
こと以外は実施例１２と同様の条件で乾燥を行った。し
かし、粒子状含水ゲル重合体（１）を供給後、すぐに乾
燥機がオーバーロードし、乾燥を中止しなければならな
かった。乾燥容器中では粒子状含水ゲル重合体（１）が
凝集しており、パドルと乾燥容器との空間を閉塞してい
た。

【００５４】＊＊＊＊＊

【００５５】

【表１】

【００５６】得られた乾燥重合体（１１）及び（１２）
は、粉砕をせずに土と混合して農園芸用保水剤として、
また、粉砕をせずにパルプと混合し、吸水性物品として
使用できた。

【００５７】

【発明の効果】本発明の方法によれば、水溶液重合によ
り得られ、かつ酸基含有の粒子状含水ゲル重合体を攪拌
しながら乾燥させる際に、界面活性剤を添加し、攪拌乾
燥することによって粒子同士が凝集しにくくなるため、
酸基含有の粒子状含水ゲル重合体を効率良く乾燥するこ
とができる。また、乾燥時に前記酸基含有の粒子状含水
ゲル重合体の粒子同士が凝集しにくくなるため、酸基含
有の粒子状含水ゲル重合体を均一に乾燥することができ
る。

【００５８】また、本発明の方法によれば、静置乾燥を
する時に比べて、吸収能力が同等以上で、可溶分が少な
い吸水性を有する樹脂を得ることができる。しかも、本
発明の方法によれば、乾燥後に解砕工程や粉砕工程を経
ないで、例えば農園芸用保水材等の吸水性物品の構成要
素として使用できる乾燥重合体を得ることができるよう
になる。

【００５９】ポリオキシレン単位の含有量が７０〜１０
０重量％の範囲である界面活性剤を使用する場合には、
他の界面活性剤を用いた場合に比べて吸収能力が高い吸
水性を有する樹脂を得ることができる。さらに、ポリエ
チレングリコールの数平均分子量が１００００〜１００
０００の範囲である場合には、乾燥時に粒子状含水ゲル
重合体がより凝集を起しにくくなり、また、吸収能力が
高く可溶分の少ない吸水性樹脂を得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡村一弘兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の１株式会社日本触媒高分子研究所内 (72)発明者下村忠生兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の１株式会社日本触媒高分子研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水溶液重合により得られ、かつ酸基を含有
した粒子状含水ゲル重合体に、界面活性剤を添加する添
加工程と、前記粒子状含水ゲル重合体をローターにより攪拌しなが
ら乾燥させる乾燥工程と、を含む粒子状含水ゲル重合体
の乾燥方法。
【請求項２】前記粒子状含水ゲル重合体は吸水性を有し
ている樹脂である、請求項１に記載の粒子状含水ゲル重
合体の乾燥方法。
【請求項３】前記界面活性剤は、前記粒子状含水ゲル重
合体に１０〜１００の範囲の流動度を与えるように添加
される、請求項１または２に記載の粒子状含水ゲル重合
体の乾燥方法。
【請求項４】前記界面活性剤は常温で固体である、請求
項１〜３のいずれかに記載の粒子状含水ゲル重合体の乾
燥方法。
【請求項５】前記界面活性剤は、ポリオキシエチレン単
位の含有量が７０〜１００重量％の範囲である、請求項
１〜４のいずれかに記載の粒子状含水ゲル重合体の乾燥
方法。
【請求項６】前記界面活性剤はポリエチレングリコール
である、請求項１〜５のいずれかに記載の粒子状含水ゲ
ル重合体の乾燥方法。
【請求項７】前記ポリエチレングリコールは数平均分子
量が１００００〜１０００００の範囲である、請求項６
に記載の粒子状含水ゲル重合体の乾燥方法。
【請求項８】前記界面活性剤の添加量は、前記粒子状含
水ゲル重合体の重量１００％に対して、０．０１〜１０
重量％である、請求項１〜７のいずれかに記載の粒子状
含水ゲル重合体の乾燥方法。
【請求項９】前記粒子状含水ゲル重合体は、その５０〜
１００重量％が粒径０．３〜５ｍｍの範囲内の粒子で構
成されている、請求項１〜８のいずれかに記載の粒子状
含水ゲル重合体の乾燥方法。
【請求項１０】前記乾燥工程は２０〜２５０℃の温度範
囲で行う工程である、請求項１〜９のいずれかに記載の
粒子状含水ゲル重合体の乾燥方法。