JPH11302306A - Production of water absorbing resin - Google Patents
Production of water absorbing resinInfo
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- JPH11302306A JPH11302306A JP13131298A JP13131298A JPH11302306A JP H11302306 A JPH11302306 A JP H11302306A JP 13131298 A JP13131298 A JP 13131298A JP 13131298 A JP13131298 A JP 13131298A JP H11302306 A JPH11302306 A JP H11302306A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、吸水性樹脂の製造
方法に関する。[0001] The present invention relates to a method for producing a water-absorbent resin.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、紙オムツや生理用ナプキン、いわ
ゆる失禁パット等の衛生材料等の分野では、体液を吸収
させることを目的として吸水性樹脂が幅広く利用されて
いる。上記の吸水性樹脂としては、例えば、ポリアクリ
ル酸部分中和物架橋体、澱粉−アクリロニトリルグラフ
ト共重合体の加水分解物、澱粉−アクリル酸グラフト共
重合体の中和物、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重
合体のケン化物、アクリロニトリル共重合体もしくはア
クリルアミド共重合体の加水分解物またはこれらの架橋
体、カチオン性モノマーの架橋体などが知られている。2. Description of the Related Art In recent years, in the field of sanitary materials such as disposable diapers and sanitary napkins, so-called incontinence pads, water-absorbing resins have been widely used for the purpose of absorbing body fluids. Examples of the water-absorbing resin include a crosslinked product of a partially neutralized polyacrylic acid, a hydrolyzate of a starch-acrylonitrile graft copolymer, a neutralized product of a starch-acrylic acid graft copolymer, and vinyl acetate-acrylic acid. Saponified ester copolymers, hydrolysates of acrylonitrile copolymers or acrylamide copolymers, crosslinked products thereof, crosslinked products of cationic monomers, and the like are known.
【0003】吸水性樹脂を製造する方法は、一般に、ア
クリル酸またはその塩等を主成分とする親水性単量体を
含む水溶液を撹拌しながら水溶液重合を行う方法が採用
されてきた。撹拌重合は、重合温度の制御が容易であ
り、重合中の剪断により細分化された含水ゲル状の重合
体が得られるという点で優れる利点があるからである。
しかし、撹拌重合には重合中の剪断により吸水性樹脂の
性能低下が起きる等の問題があるので、特開昭62−1
56102号公報、特開平1−126310号公報、特
開平3−174414号公報、特開平4−175319
号公報、特開平4−236203号公報等で、攪拌を用
いない静置重合が提案されている。単量体水溶液を無撹
拌で静置重合する方法によると、吸収倍率や水可溶分等
の吸水性能の低下を起こさず、吸水性樹脂を得ることが
できる。[0003] As a method for producing a water-absorbing resin, generally, a method of performing aqueous solution polymerization while stirring an aqueous solution containing a hydrophilic monomer mainly containing acrylic acid or a salt thereof has been adopted. This is because stirring polymerization has an excellent advantage in that the polymerization temperature can be easily controlled and a hydrogel polymer finely divided by shearing during the polymerization can be obtained.
However, stirring polymerization has a problem that the performance of the water-absorbent resin is deteriorated due to shearing during the polymerization.
JP-A-56102, JP-A-1-126310, JP-A-3-174414, JP-A-4-175319
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-236203 and the like, static polymerization without stirring is proposed. According to the method in which the monomer aqueous solution is allowed to stand for polymerization without stirring, a water-absorbing resin can be obtained without lowering the water absorption performance such as absorption capacity and water-soluble components.
【0004】具体的には、特開平4−175319号公
報には、比較的高濃度の親水性単量体を含む水溶液を、
無撹拌(静置状態)で、かつ重合温度を20〜70℃に
制御して定温重合する方法が開示されている。また、特
開平1−126310号公報には、熱開始剤とレドック
ス開始剤を用いて静置重合を行う方法が開示されてい
る。しかし、これら従来の無撹拌(静置状態)での重合
により得られた吸水性樹脂でも未だ劣化可溶分が多く
て、実使用において、例えば吸水性樹脂を紙オムツに入
れて製品とした場合に性能が不十分であると言う点で問
題のあることが分かった。[0004] Specifically, JP-A-4-175319 discloses an aqueous solution containing a relatively high concentration of a hydrophilic monomer.
A method of performing constant temperature polymerization without stirring (standing still) and controlling the polymerization temperature to 20 to 70 ° C. is disclosed. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-126310 discloses a method of performing static polymerization using a thermal initiator and a redox initiator. However, even with these conventional water-absorbent resins obtained by polymerization without stirring (still standing), there is still a large amount of degradable soluble components, and in actual use, for example, when a water-absorbent resin is put into a paper diaper to produce a product. Was found to be problematic in that the performance was insufficient.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の課題
は、吸水性能に優れ、しかも劣化可溶分が少ない吸水性
樹脂の製造方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for producing a water-absorbing resin which has excellent water-absorbing performance and has a small amount of degradable soluble components.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために従来の静置重合方法について子細に実
験、検討を進めた。そして、重合初期に敢えて攪拌を行
ってみたところ、従来の攪拌重合のような吸水性能低下
を起こさずに劣化可溶分量を低減することが出来ること
を見いだし、本発明を完成するに至った。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted detailed experiments and studies on a conventional static polymerization method. Then, when stirring was dared in the early stage of the polymerization, it was found that the amount of degradable soluble components could be reduced without causing a decrease in water absorption performance as in the conventional stirred polymerization, and the present invention was completed.
【0007】したがって、本発明にかかる吸水性樹脂の
製造方法は、親水性単量体を含む水溶液を重合装置に供
給して前記親水性単量体の重合を行い吸水性樹脂を得る
方法において、前記重合は、初期は攪拌重合により行
い、以後は静置重合により行うことを特徴とする。前記
重合は、開始温度0〜50℃で始めて、重合温度が5〜
15℃上昇するまで前記攪拌重合のための攪拌を行うこ
とが出来る。前記攪拌重合のための攪拌は重合率が5〜
30%に達するまで行うことが出来る。前記重合装置は
ベルト式連続重合装置であることが出来る。Therefore, a method for producing a water-absorbent resin according to the present invention is directed to a method for obtaining a water-absorbent resin by supplying an aqueous solution containing a hydrophilic monomer to a polymerization apparatus and polymerizing the hydrophilic monomer. The polymerization is characterized by being carried out by stirring polymerization at the initial stage, and thereafter by standing polymerization. The polymerization is started at a starting temperature of 0 to 50 ° C., and the polymerization temperature is 5 to 50 ° C.
Stirring for stirring polymerization can be performed until the temperature rises by 15 ° C. The stirring for the stirring polymerization has a polymerization rate of 5 to 5.
It can be performed until it reaches 30%. The polymerization device can be a belt type continuous polymerization device.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】本発明で用いられる親水性単量体
としては、重合により吸水性樹脂となりうるものであれ
ば特に限定されないが、例えば、アクリル酸、メタクリ
ル酸、マレイン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホ
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、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な
どのアニオン性不飽和単量体およびその塩;アクリルア
ミド、メタアクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリ
ルアミド、N−n−プロピル(メタ)アクリルアミド、
N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ
メチル(メタ)アクリルアミド、2−ヒドロキシエチル
(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メ
タ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール
(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ
(メタ)アクリレート、ビニルピリジン、N−ビニルピ
ロリドン、N−ビニルアセトアミド、N−アクリロイル
ピペリジン、N−アクリロイルピロリジンなどのノニオ
ン性の親水基含有不飽和単量体;N,N−ジメチルアミ
ノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミ
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)アクリルアミドおよびそれらの四
級塩などのカチオン性不飽和単量体などを挙げることが
できる。これらは1種または2種以上を使用することが
できる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The hydrophilic monomer used in the present invention is not particularly limited as long as it can become a water-absorbing resin by polymerization. Examples thereof include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, and vinyl sulfonic acid. Unsaturated monomers such as styrenesulfonic acid, 2- (meth) acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 2- (meth) acryloylethanesulfonic acid, 2- (meth) acryloylpropanesulfonic acid and salts thereof Acrylamide, methacrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, Nn-propyl (meth) acrylamide,
N-isopropyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) Nonionic hydrophilic group-containing unsaturated monomers such as acrylate, vinylpyridine, N-vinylpyrrolidone, N-vinylacetamide, N-acryloylpiperidine, N-acryloylpyrrolidine; N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate; Cationic salts such as N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide and their quaternary salts And the like can be mentioned sum monomer. One or more of these can be used.
【0009】これらの中でアクリル酸またはその塩(例
えば、ナトリウム、リチウム、カリウム、アンモニア、
アミン類等の塩)を主成分として用いることが好まし
く、より好ましくはアクリル酸またはそのナトリウム塩
である。アクリル酸またはその塩以外の他の単量体の使
用量は通常全単量体中0〜50モル%未満とすることが
好ましく、より好ましくは0〜30モル%である。アニ
オン性不飽和単量体の中和率としては、酸基の50〜9
9モル%が中和されていることが好ましい。中和率が9
9%を越える場合にはアルカリ性が強く人体に害を及ぼ
すおそれがある。50%未満では得られる吸水性樹脂の
吸収倍率が低下する。Among these, acrylic acid or a salt thereof (eg, sodium, lithium, potassium, ammonia,
It is preferable to use a salt such as an amine) as a main component, more preferably acrylic acid or its sodium salt. Usually, the amount of other monomers other than acrylic acid or a salt thereof is preferably 0 to less than 50 mol%, more preferably 0 to 30 mol%, based on all monomers. The neutralization rate of the anionic unsaturated monomer is 50 to 9 of the acid group.
Preferably, 9 mol% is neutralized. Neutralization rate 9
If it exceeds 9%, the alkalinity is strong and may harm the human body. If it is less than 50%, the absorption capacity of the resulting water-absorbent resin will be reduced.
【0010】親水性単量体水溶液の濃度は15〜45重
量%とすることが必要であり、好ましくは25〜45重
量%であり、さらに好ましくは30〜40重量%であ
る。15重量%未満の場合には、生産性が低い。45重
量%を越えると、高分子鎖の自己架橋部分の割合が高く
なり、得られる吸水性樹脂の吸収倍率が低下する。重合
に際しては、澱粉・セルロース、澱粉・セルロースの誘
導体、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸(塩)、
ポリアクリル酸(塩)架橋体等の親水性高分子や、次亜
リン酸(塩)等の連鎖移動剤を添加してもよい。本発明
において吸水性樹脂は架橋構造を有することが好まし
く、架橋剤を使用しない自己架橋型のものや、2個以上
の重合性不飽和基あるいは2個以上の反応性基を有する
内部架橋剤を共重合または反応させた型のものが例示で
きる。好ましくは親水性不飽和単量体に内部架橋剤を共
重合または反応させた架橋構造を有する吸水性樹脂であ
る。The concentration of the aqueous solution of the hydrophilic monomer must be 15 to 45% by weight, preferably 25 to 45% by weight, and more preferably 30 to 40% by weight. If it is less than 15% by weight, the productivity is low. When the content exceeds 45% by weight, the ratio of the self-crosslinked portion of the polymer chain increases, and the absorption capacity of the obtained water-absorbent resin decreases. In the polymerization, starch / cellulose, starch / cellulose derivatives, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid (salt),
A hydrophilic polymer such as a crosslinked polyacrylic acid (salt) or a chain transfer agent such as hypophosphorous acid (salt) may be added. In the present invention, the water-absorbing resin preferably has a cross-linking structure, and a self-cross-linking type which does not use a cross-linking agent, or an internal cross-linking agent having two or more polymerizable unsaturated groups or two or more reactive groups. Copolymerized or reacted types can be exemplified. Preferred is a water-absorbing resin having a crosslinked structure in which an internal crosslinking agent is copolymerized or reacted with a hydrophilic unsaturated monomer.
【0011】これらの内部架橋剤の具体例としては、例
えば、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミ
ド、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレー
ト、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレ
ート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレー
ト、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、
グリセリントリ(メタ)アクリレート、グリセリンアク
リレートメタクリレート、エチレンオキサイド変性トリ
メチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタ
エリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタ
エリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリアリ
ルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリア
リルホスフェート、トリアリルアミン、ポリ(メタ)ア
リロキシアルカン、(ポリ)エチレングリコールジグリ
シジルエーテル、グリセロールジグリシジルエーテル、
エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピ
レングリコール、グリセリン、1,4−ブタンジオー
ル、ペンタエリスリトール、エチレンジアミン、ポリエ
チレンイミン、グリシジル(メタ)アクリレートなどを
挙げることが出来る。またこれらの内部架橋剤は2種以
上使用してもよい。Specific examples of these internal crosslinking agents include, for example, N, N'-methylenebis (meth) acrylamide, (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, (poly) propylene glycol di (meth) acrylate, tri Methylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate,
Glycerin tri (meth) acrylate, glycerin acrylate methacrylate, ethylene oxide-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, Triallyl phosphate, triallylamine, poly (meth) allyloxyalkane, (poly) ethylene glycol diglycidyl ether, glycerol diglycidyl ether,
Examples include ethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, glycerin, 1,4-butanediol, pentaerythritol, ethylenediamine, polyethyleneimine, and glycidyl (meth) acrylate. Further, two or more of these internal crosslinking agents may be used.
【0012】内部架橋剤の使用量としては前記単量体成
分に対して0.005〜3モル%が好ましく、より好ま
しくは0.01〜1.5モル%である。内部架橋剤が少
なすぎると、吸収速度が低下する傾向があり、逆に内部
架橋剤が多すぎると、吸収倍率が低下する傾向がある。
重合を行うに当たっては、過硫酸ナトリウム、過硫酸カ
リウム、過硫酸アンモニウム、t−ブチルハイドロパー
オキサイド、過酸化水素、2,2’−アゾビス(2−ア
ミジノプロパン)二塩酸等のラジカル重合開始剤や、紫
外線、電子線などの活性エネルギー線等を用いることが
出来る。酸化性ラジカル重合開始剤を用いる場合には、
亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、硫酸第一
鉄、L−アスコルビン酸等の還元剤を併用してレドック
ス重合を行うようにしても良い。前記重合開始剤の使用
量は、通常、親水性単量体に対し、0.001〜2モル
%、好ましくは0.01〜0.5モル%である。The amount of the internal crosslinking agent used is preferably 0.005 to 3 mol%, more preferably 0.01 to 1.5 mol%, based on the monomer component. If the amount of the internal crosslinking agent is too small, the absorption rate tends to decrease. Conversely, if the amount of the internal crosslinking agent is too large, the absorption capacity tends to decrease.
In performing the polymerization, a radical polymerization initiator such as sodium persulfate, potassium persulfate, ammonium persulfate, t-butyl hydroperoxide, hydrogen peroxide, 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, Active energy rays such as ultraviolet rays and electron beams can be used. When using an oxidizing radical polymerization initiator,
Redox polymerization may be carried out using a reducing agent such as sodium sulfite, sodium hydrogen sulfite, ferrous sulfate, or L-ascorbic acid in combination. The amount of the polymerization initiator to be used is generally 0.001 to 2 mol%, preferably 0.01 to 0.5 mol%, based on the hydrophilic monomer.
【0013】本発明では、重合の初期のみ攪拌重合で行
い、それ以後は静置重合により重合を進める。静置重合
は、重合が開始し、重合系が重合熱により最高到達温度
に達するまで実質的に重合系を撹拌することなく行うも
のである。本発明の重合に使用する装置としては、重合
系が接触する面の加熱および/または冷却を行え、重合
系から溶媒が蒸発できる空間を有するものであれば特に
限定されるものではない。このような重合装置として
は、例えば、ベルトコンベアーの下部片面から加熱およ
び/または冷却が行えるベルトコンベア型連続重合装
置;プレート面からの片面から加熱および/または冷却
が行える熱交換プレート式重合装置;周囲の壁から加熱
および/または冷却が行える遠心薄膜型装置または円筒
型装置等が挙げられる。生産性を高める上ではベルトコ
ンベア型連続重合装置が好ましい。In the present invention, the polymerization is carried out by stirring polymerization only at the beginning of the polymerization, and thereafter the polymerization is carried out by static polymerization. The static polymerization is performed without substantially stirring the polymerization system until the polymerization starts and the polymerization system reaches the highest temperature due to the heat of polymerization. The apparatus used in the polymerization of the present invention is not particularly limited as long as it can heat and / or cool the surface in contact with the polymerization system and has a space in which the solvent can evaporate from the polymerization system. Examples of such a polymerization apparatus include, for example, a belt conveyor type continuous polymerization apparatus capable of heating and / or cooling from one lower surface of a belt conveyor; a heat exchange plate polymerization apparatus capable of heating and / or cooling from one surface from a plate surface; A centrifugal thin-film type device or a cylindrical type device capable of heating and / or cooling from the surrounding wall can be used. In order to enhance productivity, a belt conveyor type continuous polymerization apparatus is preferable.
【0014】ベルトコンベア型連続重合装置を用いた本
発明の実施形態を図1に基づき、説明する。まず、その
原料供給部分を説明する。単量体調製槽1で親水性単量
体を含む単量体水溶液が調製され、単量体水溶液はバル
ブを備えた管4を通して単量体脱気槽2へ供給される。
単量体脱気槽2は、脱気管3を備えており、これを通し
て窒素等の不活性ガスにより単量体水溶液の脱気を行
う。脱気後の単量体水溶液は、ポンプを備えた単量体供
給管7へ供給される。単量体供給管7には、ポンプを介
して重合開始剤槽5a、5bが連結されており、2種の
重合開始剤を単量体水溶液に予め管中で混合することが
できるようになっている。このように予め、重合開始剤
を混合する場合(事前混合方法)でも、その種類は2種
に限らず、1種または3種以上ある。単量体供給管の先
端8は、連続重合装置12の始端に臨んでおり、その内
部に、別の重合開始剤槽6からポンプを介して延びてき
た開始剤供給管9の先端が同心状に挿入されて、二重管
10となっている。重合開始剤はこのように、単量体水
溶液とは異なる供給管で重合機へ供給することができる
ようにもなっている。このような開始剤供給方法(分離
供給方法)は、単量体水溶液が重合開始剤槽6中の重合
開始剤に接すれば直ちに重合が起きて、単量体水溶液供
給管内に詰まりが起きることを防ぐ場合に必要となる。
このような場合には、重合開始剤供給管(内管)の先端
部を単量体供給管(外管)の先端部よりも突出させるこ
とにより、親水性単量体水溶液と重合開始剤の接触を連
続重合装置12への供給直前まで防ぐことができる。重
合開始剤供給方法には、上述の事前混合方法と分離供給
方法とを併用する方法もある。An embodiment of the present invention using a belt conveyor type continuous polymerization apparatus will be described with reference to FIG. First, the material supply portion will be described. A monomer aqueous solution containing a hydrophilic monomer is prepared in a monomer preparation tank 1, and the monomer aqueous solution is supplied to a monomer degassing tank 2 through a tube 4 equipped with a valve.
The monomer degassing tank 2 is provided with a degassing tube 3 through which the monomer aqueous solution is degassed with an inert gas such as nitrogen. The deaerated monomer aqueous solution is supplied to a monomer supply pipe 7 equipped with a pump. The polymerization initiator tanks 5a and 5b are connected to the monomer supply pipe 7 via a pump, so that two kinds of polymerization initiators can be preliminarily mixed with the monomer aqueous solution in the pipe. ing. Thus, even when the polymerization initiator is mixed in advance (pre-mixing method), the type is not limited to two, but may be one or three or more. The front end 8 of the monomer supply pipe faces the start end of the continuous polymerization apparatus 12, and the front end of the initiator supply pipe 9 extending from another polymerization initiator tank 6 via a pump is concentric therewith. To form a double tube 10. As described above, the polymerization initiator can be supplied to the polymerization machine through a supply pipe different from the monomer aqueous solution. Such an initiator supply method (separation supply method) is such that polymerization occurs immediately when the monomer aqueous solution comes into contact with the polymerization initiator in the polymerization initiator tank 6 and clogging occurs in the monomer aqueous solution supply pipe. It is necessary to prevent it.
In such a case, the tip of the polymerization initiator supply pipe (inner pipe) is made to protrude beyond the tip of the monomer supply pipe (outer pipe), so that the hydrophilic monomer aqueous solution and the polymerization initiator can be mixed. Contact can be prevented until just before feeding to the continuous polymerization apparatus 12. As a method of supplying the polymerization initiator, there is also a method of using the above-mentioned premixing method and the separation supply method together.
【0015】連続重合装置12は、装置上部全体を覆う
ためのフード15、フード15に上半分を覆われたベル
ト16、これを一方向に回転駆動するための駆動軸1
7、ベルト上の重合ゲル(または単量体水溶液)20を
下方から冷却または加熱するための温調部18と下方か
ら加熱または冷却するための温調部19のほかに、雰囲
気中に窒素を導入するための窒素導入管13をも備えて
いる。単量体水溶液は単量体供給管先端の二重管10か
らベルト16の始端上に供給される。ベルト16上に供
給された単量体水溶液20は、供給点11から下流側に
設けられた攪拌手段14によって重合反応の初期のみ攪
拌されるが、その後は撹拌されることなく重合を進め
る。攪拌手段14としては、攪拌羽根による攪拌、気体
吹き込みによる攪拌、超音波や低周波の振動による攪拌
等の種々の形態がある。窒素導入管13から窒素を導入
して重合系上部の雰囲気中の酸素濃度を5体積%以下と
することが好ましい。より好ましくは1体積%以下であ
る。酸素濃度が5体積%を越えると重合が開始するまで
に親水性単量体水溶液の溶存酸素濃度が上昇し、重合の
誘導期間が長くなることがある。ここでの窒素導入量を
コントロールすることによって後述する蒸発潜熱を利用
した冷却を行うことも出来る。The continuous polymerization apparatus 12 has a hood 15 for covering the entire upper part of the apparatus, a belt 16 whose upper half is covered by the hood 15, and a drive shaft 1 for rotating the belt 16 in one direction.
7. In addition to the temperature control unit 18 for cooling or heating the polymer gel (or monomer aqueous solution) 20 on the belt from below and the temperature control unit 19 for heating or cooling from below, nitrogen is also added to the atmosphere. Also provided is a nitrogen introduction tube 13 for introduction. The monomer aqueous solution is supplied onto the start end of the belt 16 from the double pipe 10 at the tip of the monomer supply pipe. The aqueous monomer solution 20 supplied on the belt 16 is stirred only at the beginning of the polymerization reaction by the stirring means 14 provided on the downstream side from the supply point 11, but thereafter the polymerization proceeds without stirring. As the stirring means 14, there are various forms such as stirring by a stirring blade, stirring by blowing gas, stirring by ultrasonic waves or low-frequency vibration. It is preferable that nitrogen is introduced from the nitrogen introduction pipe 13 to reduce the oxygen concentration in the atmosphere above the polymerization system to 5% by volume or less. It is more preferably at most 1% by volume. When the oxygen concentration exceeds 5% by volume, the dissolved oxygen concentration of the aqueous hydrophilic monomer solution increases before the polymerization starts, and the induction period of the polymerization may be prolonged. By controlling the amount of nitrogen introduced here, it is possible to perform cooling using the latent heat of evaporation, which will be described later.
【0016】重合開始温度は適宜選択できるが、0〜5
0℃の範囲が好ましく、より好ましくは5〜40℃であ
る。重合開始温度が0℃未満では誘導時間、重合時間が
長くなり安定した物性が得られず、結果として低い性能
の吸水性樹脂になる。一方、該温度が50℃を越える
と、重合系の最高到達温度の制御が困難になり安定した
物性が得られず、結果として低い性能の吸水性樹脂にな
る。重合系の最高到達温度は70℃以上とすることが好
ましく、より好ましくは70℃以上100℃未満、さら
に好ましくは75〜95℃である。最も好ましくは75
〜90℃である。該温度が70℃未満では得られる吸水
性樹脂の吸収倍率が小さくなったり、未反応の単量体量
が多くなる。一方、該温度が100℃以上になると得ら
れる吸水性樹脂の水可溶分が多くなり好ましくない。The polymerization initiation temperature can be appropriately selected.
The temperature range is preferably 0 ° C, more preferably 5 to 40 ° C. If the polymerization initiation temperature is lower than 0 ° C., the induction time and the polymerization time become long, and stable physical properties cannot be obtained, resulting in a low-performance water-absorbent resin. On the other hand, if the temperature exceeds 50 ° C., it is difficult to control the maximum temperature of the polymerization system, and stable physical properties cannot be obtained, resulting in a low-performance water-absorbent resin. The maximum temperature of the polymerization system is preferably 70 ° C. or higher, more preferably 70 ° C. or higher but lower than 100 ° C., and further preferably 75 to 95 ° C. Most preferably 75
9090 ° C. When the temperature is lower than 70 ° C., the absorption capacity of the obtained water-absorbent resin becomes small, and the amount of unreacted monomer increases. On the other hand, when the temperature is 100 ° C. or higher, the water-soluble content of the obtained water-absorbent resin is undesirably increased.
【0017】重合にともない重合熱が発生するため、本
発明では冷却しながら重合を行うことが好ましい。冷却
を行わない場合には重合系の温度が100℃以上に上昇
することがある。冷却しながら重合を行うとは、重合が
開始してから重合系が重合熱により最高到達温度に達す
るまでの間、実質的に重合系よりも低い温度のもの、例
えば接触面や窒素気流で重合系を冷却することであり、
例えば最高到達温度に達した後に加熱等を行うことは本
発明の範囲内である。接触面で冷却を行う場合には、接
触面の温度を0〜40℃とすることが好ましい。該温度
が0℃よりも低い場合にはその温度を達成するための特
別の手段が必要となるため実用的でない。該温度が40
℃よりも高い場合には重合熱の除去が十分に行えない。In the present invention, it is preferable to carry out the polymerization while cooling, since polymerization heat is generated with the polymerization. If cooling is not performed, the temperature of the polymerization system may rise to 100 ° C. or higher. Performing polymerization while cooling means that the temperature is substantially lower than that of the polymerization system from the start of polymerization to the time when the polymerization system reaches the maximum temperature due to the heat of polymerization, for example, polymerization at a contact surface or a nitrogen stream. Cooling the system,
For example, it is within the scope of the present invention to perform heating or the like after reaching the highest temperature. When cooling is performed on the contact surface, the temperature of the contact surface is preferably set to 0 to 40 ° C. When the temperature is lower than 0 ° C., it is not practical because special means for achieving the temperature is required. The temperature is 40
If it is higher than ℃, the heat of polymerization cannot be sufficiently removed.
【0018】前記重合系の冷却は伝導伝熱による冷却と
蒸発潜熱による冷却の併用により行うことも出来る。蒸
発潜熱による冷却とは、親水性単量体水溶液から主とし
て水を蒸発させることにより重合系から熱を奪うことを
指す。これは例えば、30cm/分以上、好ましくは3
0〜6000cm/分、より好ましくは50〜3000
cm/分の不活性ガスを重合系上方に導入することで行
うことが出来る。重合系の厚み(親水性単量体水溶液の
液高)は、特に限定する訳ではないが、15mm以上、
50mm以下が好ましい。15〜35mmの範囲がより
好ましく、20〜30mmの範囲がさらに好ましい。重
合系の厚みが15mm未満の場合には生産性が低い。一
方、重合系の厚みが50mmを越えると、重合系の温度
のコントロールが困難となり、最高到達温度が高くな
り、得られる吸水性樹脂の水可溶分が多くなる。The cooling of the polymerization system can be carried out by a combination of cooling by conduction heat transfer and cooling by latent heat of evaporation. Cooling by latent heat of evaporation refers to removing heat from the polymerization system by mainly evaporating water from the aqueous hydrophilic monomer solution. This is, for example, at least 30 cm / min, preferably 3 cm / min.
0 to 6000 cm / min, more preferably 50 to 3000
The reaction can be performed by introducing an inert gas at a rate of cm / min above the polymerization system. The thickness of the polymerization system (the liquid height of the aqueous hydrophilic monomer solution) is not particularly limited, but is not less than 15 mm.
It is preferably 50 mm or less. A range of 15 to 35 mm is more preferable, and a range of 20 to 30 mm is still more preferable. When the thickness of the polymerization system is less than 15 mm, the productivity is low. On the other hand, when the thickness of the polymerization system exceeds 50 mm, it is difficult to control the temperature of the polymerization system, the maximum temperature is increased, and the water-soluble content of the obtained water-absorbent resin is increased.
【0019】つぎに、本発明における攪拌重合について
説明する。本発明においては、攪拌重合は親水性単量体
の重合が未だ十分に進んでいない時期に限って行う。そ
のタイミングとしては、例えば、前記重合を、開始温度
0〜50℃で始めて、重合温度が5〜15℃上昇するま
で前記攪拌重合のための攪拌を行うか、重合率が5〜3
0%に達するまで前記攪拌重合のための攪拌を行うと良
い。Next, the stirring polymerization in the present invention will be described. In the present invention, the stirring polymerization is performed only at a time when the polymerization of the hydrophilic monomer has not sufficiently proceeded. As the timing, for example, the polymerization is started at a starting temperature of 0 to 50 ° C., and the stirring for the stirring polymerization is performed until the polymerization temperature rises by 5 to 15 ° C.
It is preferable to carry out stirring for the stirring polymerization until the amount reaches 0%.
【0020】攪拌は、重合が開始してから上記の期間ず
っと継続して行っても良いし、上記期間の範囲内で一定
時間行うのみでもよい。攪拌方法としては、特に制限さ
れず従来公知の方法が採用できる。例えば、単量体水溶
液に機械的に剪断力を加える方法、衝撃波、超音波、あ
るいは低周波により振動を与える方法、乱流場をつくる
方法、単量体水溶液中に他の流体(気泡や液滴)を分散
させる方法、電場あるいは磁場を加える方法等が挙げら
れる。これらの手段は単独で用いられてもよいし、2以
上の方法を併用してもよい。The stirring may be continued throughout the above-mentioned period from the start of the polymerization, or may be performed only for a certain period of time within the above-mentioned period. The stirring method is not particularly limited, and a conventionally known method can be employed. For example, a method of mechanically applying a shearing force to an aqueous monomer solution, a method of applying vibration by shock waves, ultrasonic waves, or low frequencies, a method of creating a turbulent field, and a method of forming another fluid (bubbles or liquid) in an aqueous monomer solution. Drop), a method of applying an electric or magnetic field, and the like. These means may be used alone or two or more methods may be used in combination.
【0021】単量体水溶液中に攪拌手段を投入する際に
は、該攪拌手段に重合物が付着し、これが成長して攪拌
不能になる場合もある。該攪拌手段には例えば、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、
フッ素樹脂、ポリ塩化ビニル、エポキシ樹脂、およびシ
リコン樹脂のような合成樹脂をコートすることで付着を
低減できる。中でも、ポリエチレンテトラフルオライ
ド、ポリエチレントリフルオライド、ポリエチレントリ
フルオロクロライド、エチレンテトラフルオライド−エ
チレンコポリマー、エチレントリフルオロクロライド−
エチレンコポリマー、プロピレンペンタフルオライド−
エチレンテトラフルオライドコポリマー、パーフルオロ
アルキルビニルエーテル−エチレンテトラフルオライド
コポリマー、およびポリフッ化ビニルのようなフッ素樹
脂が特に好ましい。したがって単量体水溶液中に攪拌手
段を直接投入せずに該水溶液を攪拌できる方法が好まし
い場合がある。When the stirring means is introduced into the aqueous monomer solution, the polymer may adhere to the stirring means and grow, making stirring impossible. The stirring means, for example, polyethylene, polypropylene, polyester, polyamide,
Coating with a synthetic resin such as fluororesin, polyvinyl chloride, epoxy resin, and silicone resin can reduce adhesion. Among them, polyethylene tetrafluoride, polyethylene trifluorofluoride, polyethylene trifluorochloride, ethylene tetrafluoride-ethylene copolymer, ethylene trifluorochloride-
Ethylene copolymer, propylene pentafluoride
Particularly preferred are fluoroplastics such as ethylene tetrafluoride copolymers, perfluoroalkyl vinyl ether-ethylene tetrafluoride copolymers, and polyvinyl fluoride. Therefore, a method that can stir the aqueous monomer solution without directly introducing the stirring means into the aqueous monomer solution may be preferable.
【0022】重合時間(重合開始から重合系の最高到達
温度に達するまでの時間)は、特に制限されないが、本
発明の要件を満たす範囲で短くしてもよく、得られる吸
水性樹脂の性能を低下させずに、比較的短時間で重合を
行うことが好ましい。具体的には、1〜60分が好まし
く、3〜30分がより好ましい。本発明では、必要によ
り、重合系が最高到達温度を示した後、得られた重合体
を保温および/または加熱する熟成工程を設けてもよ
い。熟成工程は重合体を40〜95℃の範囲に1分〜5
時間、好ましくは50〜90℃の範囲に5分〜240分
設けることができる。The polymerization time (the time from the start of polymerization to the time when the polymerization system reaches the maximum temperature) is not particularly limited, but may be shortened as long as the requirements of the present invention are satisfied. It is preferable to carry out the polymerization in a relatively short time without lowering. Specifically, 1 to 60 minutes is preferable, and 3 to 30 minutes is more preferable. In the present invention, if necessary, an aging step of keeping the temperature of the obtained polymer and / or heating it after the polymerization system exhibits the highest temperature may be provided. The aging step is to keep the polymer in the range of 40 to 95 ° C for 1 minute to 5 minutes.
It can be provided for a time, preferably in the range of 50 to 90 ° C. for 5 to 240 minutes.
【0023】上記重合により得られた重合体が含水ゲル
状である場合には、該含水ゲル状重合体を乾燥するため
適当なサイズに粉砕・分級し、平均粒径が1〜10mm
程度の含水ゲル状重合体とすることができる。含水ゲル
状重合体の粉砕方法には、特に制限はないが、例えば、
ミートチョッパーやカッティングミルを用いることがで
きる。上記含水ゲル状重合体の乾燥には、通常の乾燥機
や加熱炉を用いることができる。例えば、薄型撹拌乾燥
機、回転乾燥機、円盤乾燥機、流動層乾燥機、気流乾燥
機、赤外線乾燥機等である。上記乾燥により得られた吸
水性樹脂はそのまま粗粒状として、あるいは粉砕して粒
子状として用いられる。When the polymer obtained by the above polymerization is in the form of a hydrogel, the hydrogel polymer is pulverized and classified to an appropriate size for drying, and has an average particle size of 1 to 10 mm.
It can be a hydrogel polymer of a certain degree. The method of grinding the hydrogel polymer is not particularly limited, for example,
A meat chopper or a cutting mill can be used. An ordinary dryer or heating furnace can be used for drying the hydrogel polymer. For example, a thin stirring dryer, a rotary dryer, a disk dryer, a fluidized bed dryer, a flash dryer, an infrared dryer, and the like. The water-absorbent resin obtained by the above drying is used as it is as a coarse particle or is pulverized and used as a particle.
【0024】本発明では粒子状の吸水性樹脂の表面近傍
をさらに架橋処理してもよく、これにより荷重下の吸収
倍率の大きい吸水性樹脂を得ることができる。表面架橋
処理には、吸水性樹脂の有する官能基たとえば酸性基と
反応し得る架橋剤を用いればよく、通常、該用途に用い
られている公知の架橋剤が例示される。表面架橋剤とし
ては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、トリエチレングリコー
ル、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコー
ル、1,3−プロパンジオール、ジプロピレングリコー
ル、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタジオー
ル、ポリプロピレングリコール、グリセリン、ポリグリ
セリン、2−ブテン−1,4−ジオール、1,4−ブタ
ンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキ
サンジオール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、
1,2−シクロヘキサノール、トリメチロールプロパ
ン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ポリ
オキシプロピレン、オキシエチレン−オキシプロピレン
ブロック共重合体、ペンタエリスリトール、ソルビトー
ル等の多価アルコール化合物;エチレングリコールジグ
リシジルエーテル、ポリエチレンジグリシジルエーテ
ル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロ
ールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグ
リシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジル
エーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエー
テル、グリシドール等の多価エポキシ化合物;エチレン
ジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラ
ミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキ
サミン、ポリエチレンイミン等の多価アミン化合物や、
それらの無機塩ないし有機塩(例えば、アジチニウム塩
等);2,4−トリレンジイソシアネート、ヘキサメチ
レンジイソシアネート等の多価イソシアネート化合物;
1,2−エチレンビスオキサゾリン等の多価オキサゾリ
ン化合物;1,3−ジオキソラン−2−オン、4−メチ
ル−1,3−ジオキソラン−2−オン、4,5−ジメチ
ル−1,3−ジオキソラン−2−オン、4,4−ジメチ
ル−1,3−ジオキソラン−2−オン、4−エチル−
1,3−ジオキソラン−2−オン、4−ヒドロキシメチ
ル−1,3−ジオキソラン−2−オン、1,3−ジオキ
サン−2−オン、4−メチル−1,3−ジオキサン−2
−オン、4,6−ジメチル−1,3−ジオキサン−2−
オン、1,3−ジオキソパン−2−オン等のアルキレン
カーボネート化合物;エピクロロヒドリン、エピブロム
ヒドリン、α−メチルエピクロロヒドリン等のハロエポ
キシ化合物、および、その多価アミン付加物(例えばハ
ーキュレス製カイメン:登録商標);亜鉛、カルシウ
ム、マグネシウム、アルミニウム、鉄、ジルコニウム等
の水酸化物及び塩化物等の多価金属化合物等が挙げられ
る。これらの中でも多価アルコール化合物、多価エポキ
シ化合物、多価アミン化合物やそれらの塩、アルキレン
カーボネート化合物が好ましい。これらの表面架橋剤は
単独で用いてもよいし、二種以上併用してもよい。In the present invention, the surface vicinity of the particulate water-absorbent resin may be further subjected to a crosslinking treatment, whereby a water-absorbent resin having a large absorption capacity under load can be obtained. For the surface cross-linking treatment, a cross-linking agent capable of reacting with a functional group of the water-absorbent resin, for example, an acidic group may be used, and a known cross-linking agent used for the purpose is usually exemplified. Examples of the surface crosslinking agent include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, 1,3-propanediol, dipropylene glycol, 2,2,4-trimethyl-1,3- Pentadiol, polypropylene glycol, glycerin, polyglycerin, 2-butene-1,4-diol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,2-cyclohexanedimethanol,
Polyhydric alcohol compounds such as 1,2-cyclohexanol, trimethylolpropane, diethanolamine, triethanolamine, polyoxypropylene, oxyethylene-oxypropylene block copolymer, pentaerythritol and sorbitol; ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene Polyhydric epoxy compounds such as glycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, and glycidol; ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylene Pentamine, pentaethylenehexamine, polyethylene And polyvalent amine compounds such as amine,
Polyhydric isocyanate compounds such as 2,4-tolylene diisocyanate and hexamethylene diisocyanate;
Polyvalent oxazoline compounds such as 1,2-ethylenebisoxazoline; 1,3-dioxolan-2-one, 4-methyl-1,3-dioxolan-2-one, 4,5-dimethyl-1,3-dioxolan- 2-one, 4,4-dimethyl-1,3-dioxolan-2-one, 4-ethyl-
1,3-dioxolan-2-one, 4-hydroxymethyl-1,3-dioxolan-2-one, 1,3-dioxan-2-one, 4-methyl-1,3-dioxane-2
-One, 4,6-dimethyl-1,3-dioxane-2-
Alkylene carbonate compounds such as on, 1,3-dioxopan-2-one; haloepoxy compounds such as epichlorohydrin, epibromohydrin, α-methylepichlorohydrin, and polyamine adducts thereof (eg, Hercules) And polyvalent metal compounds such as hydroxides and chlorides such as zinc, calcium, magnesium, aluminum, iron and zirconium. Among these, polyhydric alcohol compounds, polyepoxy compounds, polyamine compounds and salts thereof, and alkylene carbonate compounds are preferred. These surface cross-linking agents may be used alone or in combination of two or more.
【0025】表面架橋剤の量としては、吸水性樹脂10
0重量部に対して0.001〜10重量部用いるのが好
ましく、0.01〜5重量部用いるのがより好ましい。
加熱処理には通常の乾燥機や加熱炉を用いることができ
る。例えば、薄型撹拌乾燥機、回転乾燥機、円盤乾燥
機、流動層乾燥機、気流乾燥機、赤外線乾燥機等であ
る。その場合、加熱処理温度は好ましくは40〜250
℃、より好ましくは90〜230℃、さらに好ましくは
120〜220℃である。加熱処理時間としては、通常
1〜120分が好ましく、10〜60分がより好まし
い。The amount of the surface cross-linking agent may be selected from water-absorbent resin 10
It is preferably used in an amount of 0.001 to 10 parts by weight, more preferably 0.01 to 5 parts by weight, based on 0 parts by weight.
An ordinary dryer or heating furnace can be used for the heat treatment. For example, a thin stirring dryer, a rotary dryer, a disk dryer, a fluidized bed dryer, a flash dryer, an infrared dryer, and the like. In that case, the heat treatment temperature is preferably 40 to 250.
° C, more preferably 90 to 230 ° C, still more preferably 120 to 220 ° C. The heat treatment time is usually preferably from 1 to 120 minutes, more preferably from 10 to 60 minutes.
【0026】本発明の製造方法で得られた吸水性樹脂は
酸化チタン、酸化ケイ素、活性炭などの無機微粒子;ポ
リメタアクリル酸メチル等の有機微粒子;パルプなどの
親水性繊維;ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等
の合成繊維;ポリエチレングリコール、ポリオキシエチ
レンソルビタンモノステアレート等の界面活性剤等をそ
の製造工程の途中であるいは製造後に添加しても良い。The water-absorbing resin obtained by the production method of the present invention includes inorganic fine particles such as titanium oxide, silicon oxide and activated carbon; organic fine particles such as polymethyl methacrylate; hydrophilic fibers such as pulp; polyethylene fibers and polypropylene fibers. Synthetic fibers such as polyethylene glycol, polyoxyethylene sorbitan monostearate and the like may be added during or after the production process.
【0027】[0027]
【実施例】以下に実施例によりさらに詳細に本発明を説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以
下において、「部」とは特にことわりがない限り「重量
部」を表すものとする。また、実施例、比較例における
吸水性樹脂の物性測定方法は以下のとおりである。The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, but it should not be construed that the invention is limited thereto. In the following, “parts” means “parts by weight” unless otherwise specified. The methods for measuring the physical properties of the water-absorbent resin in Examples and Comparative Examples are as follows.
【0028】[吸収倍率]吸水性樹脂A(g)(約0.
2g)を不織布製の袋(60mm×60mm)に均一に
入れ、人工尿(I)(硫酸ナトリウム0.2重量%,塩
化カリウム0.2重量%,塩化マグネシウム6水和物
0.05重量%,塩化カルシウム2水和物0.025重
量%,リン酸2水素アンモニウム0.035重量%,リ
ン酸水素2アンモニウム0.015重量%,脱イオン水
99.475重量%)中に浸漬した。60分後に袋を引
き上げ、遠心分離機を用いて250Gにて3分間水切り
を行った後、袋の重量W(g)を測定した。同様の操作
を吸水性樹脂を用いずに行い、そのときの袋の重量B
(g)を測定した。そして、得られた重量から次式にし
たがって、吸水性樹脂の吸収倍率を算出した。 吸収倍率(g/g)=(W(g)−B(g)−A
(g))/A(g)[Absorbency] Water-absorbent resin A (g) (about 0.
2 g) is uniformly placed in a nonwoven bag (60 mm × 60 mm), and artificial urine (I) (0.2% by weight of sodium sulfate, 0.2% by weight of potassium chloride, 0.05% by weight of magnesium chloride hexahydrate) , Calcium chloride dihydrate 0.025% by weight, ammonium dihydrogen phosphate 0.035% by weight, diammonium hydrogen phosphate 0.015% by weight, and deionized water 99.475% by weight). After 60 minutes, the bag was lifted up, drained at 250 G for 3 minutes using a centrifuge, and then the weight W (g) of the bag was measured. The same operation was performed without using the water absorbent resin, and the weight B of the bag at that time was
(G) was measured. Then, the absorption capacity of the water-absorbent resin was calculated from the obtained weight according to the following equation. Absorption capacity (g / g) = (W (g) -B (g) -A
(G)) / A (g)
【0029】[水可溶分]吸水性樹脂C(g)(約0.
5g)を1000gの脱イオン交換水中に分散し、16
時間撹拌した後、濾紙で濾過した。次に、得られた濾液
50gを100mlビーカーにとり、該濾液に0.1N
−水酸化ナトリウム水溶液1ml、N/200−メチル
グリコールキトサン水溶液10ml、および0.1%ト
ルイジンブルー水溶液4滴を加えた。次いで、上記ビー
カーの溶液を、N/400ポリビニル硫酸カリウム水溶
液を用いてコロイド滴定し、溶液の色が青色から赤紫色
に変化した時点を滴定の終点として滴定量D(ml)を
求めた。また、濾液50gに代えて脱イオン水50gを
用いて同様の操作を行い、ブランクとして滴定量E(m
l)を求めた。そして、これら滴定量と吸水性樹脂を構
成する単量体の平均分子量Fとから、次式にしたがって
水可溶分(重量%)量を算出した。 水可溶分(重量%)=(E(ml)−D(ml))×
0.005/C(g)×F[Water-soluble component] Water-absorbent resin C (g) (about 0.
5 g) was dispersed in 1000 g of deionized water.
After stirring for an hour, the mixture was filtered with filter paper. Next, 50 g of the obtained filtrate was placed in a 100 ml beaker, and 0.1N was added to the filtrate.
1 ml of an aqueous sodium hydroxide solution, 10 ml of an aqueous N / 200-methylglycol chitosan solution and 4 drops of an aqueous 0.1% toluidine blue solution were added. Next, the solution in the above beaker was subjected to colloidal titration using an N / 400 aqueous solution of polyvinyl potassium sulfate, and the titration end point was determined as the end point of the titration when the color of the solution changed from blue to magenta. The same operation was performed using 50 g of deionized water instead of 50 g of the filtrate, and the titration amount E (m
1) was determined. Then, from these titration amounts and the average molecular weight F of the monomers constituting the water-absorbing resin, the amount of water-soluble component (% by weight) was calculated according to the following equation. Water soluble matter (% by weight) = (E (ml) -D (ml)) ×
0.005 / C (g) × F
【0030】[劣化可溶分]製品を分級し、425μm
から300μmの粒度のサンプルを得て、その1gに人
工尿(II)(組成:人工尿(I)の組成にL−アルコル
ビン酸を0.005重量%添加し、脱イオン水99.4
7重量%としたもの)25gを吸収させた後、膨潤状態
で37℃雰囲気下、16時間放置した。そして、ゲルの
状態や糸曳きの有無を観察したのち、膨潤ゲルを975
gの純水に投入し、1時間攪拌した。得られたゲル分散
液を濾過し、上記と同様のコロイド滴定により可溶分を
測定し、これを劣化可溶分とした。また、下式を耐尿性
指標とした。この数字が小さいほど耐尿性が大きいとい
える。 耐尿性指標(%)=劣化可溶分(%)−水可溶分(%)[Degradable solubles] The product was classified and 425 μm
Of artificial urine (II) (composition: artificial urine (I), 0.005% by weight of L-alcorbic acid was added to 1 g of the sample, and deionized water was 99.4%).
After absorbing 25 g, the mixture was allowed to stand in a swollen state at 37 ° C. for 16 hours. After observing the state of the gel and the presence or absence of stringing, the swelled gel was removed for 975 times.
g of pure water and stirred for 1 hour. The obtained gel dispersion was filtered, and the soluble component was measured by the same colloid titration as described above, and this was defined as the deteriorated soluble component. The following equation was used as a urine resistance index. It can be said that the smaller this number is, the higher the urine resistance is. Urinary resistance index (%) = degradable soluble matter (%)-water soluble matter (%)
【0031】−実施例1− 温度計、窒素ガス導入管および排気孔を備えた蓋と底面
300mm×220mm、深さ60mmのバットからな
る反応容器に、アクリル酸204g、37%アクリル酸
ナトリウム水溶液1339g、ポリエチレングリコール
ジアクリレート(平均分子量478)1.58g、およ
び脱イオン水442gを供給混合し、17℃の水浴に底
から10mmの高さまで浸した。この水溶液に窒素ガス
を導入し脱気した後、窒素気流雰囲気下5%V−50
(和光純薬工業製アゾ系重合開始剤)水溶液3.24
g、5%過硫酸ナトリウム3.24gおよび1%L−ア
スコルビン酸水溶液2.92gを添加混合した。次に、
35%過酸化水素水3.34gを添加混合した。この際
に、この混合を長さ5cmのスターラチップを400r
pmで回転し攪拌することにより行った。単量体濃度は
35重量%、水溶液の厚みは23mmであった。引き続
き攪拌を続けると、1分後に重合が開始し、反応系温度
は17℃であった。重合開始後も重合系を撹拌し続け、
水浴の温度を10℃にして冷却を行ったが、まもなく重
合系の温度が25℃に達した時点で、前記攪拌を止め
た。反応開始12分後に重合系は80℃の最高到達温度
を示した。この後、水浴の温度を60℃にし反応開始2
4分後に板状の含水ゲル状重合体を得た。この含水ゲル
状重合体の厚さは23mmであった。この含水ゲル状重
合体をミートチョッパーで粉砕し、160℃、65分間
熱風乾燥機で乾燥した。得られた乾燥物をロールミルで
粉砕し、吸水性樹脂(1)を得た。この吸水性樹脂
(1)は、吸収倍率66g/g、水可溶分12%、劣化
可溶分20%であった。すなわち、耐尿性指標は8%で
あった。Example 1 In a reaction vessel consisting of a thermometer, a lid equipped with a nitrogen gas inlet tube and an exhaust hole, and a vat having a bottom surface of 300 mm × 220 mm and a depth of 60 mm, 204 g of acrylic acid and 1339 g of a 37% aqueous sodium acrylate solution were placed. , 1.58 g of polyethylene glycol diacrylate (average molecular weight 478) and 442 g of deionized water were mixed and immersed in a water bath at 17 ° C. to a height of 10 mm from the bottom. After degassing by introducing nitrogen gas into this aqueous solution, 5% V-50
(Azo-based polymerization initiator manufactured by Wako Pure Chemical Industries) Aqueous solution 3.24
g, 3.24 g of 5% sodium persulfate and 2.92 g of a 1% aqueous solution of L-ascorbic acid were added and mixed. next,
3.34 g of 35% hydrogen peroxide solution was added and mixed. At this time, this mixture was mixed with a stirrer chip having a length of 5 cm for 400 r.
This was done by rotating at pm and stirring. The monomer concentration was 35% by weight, and the thickness of the aqueous solution was 23 mm. When stirring was continued, polymerization started after 1 minute, and the temperature of the reaction system was 17 ° C. Continue to stir the polymerization system after the start of polymerization,
The temperature of the water bath was set at 10 ° C. for cooling, but when the temperature of the polymerization system reached 25 ° C. shortly, the stirring was stopped. Twelve minutes after the start of the reaction, the polymerization system showed a maximum temperature of 80 ° C. Thereafter, the temperature of the water bath was raised to 60 ° C. and the reaction was started 2
After 4 minutes, a plate-like hydrogel polymer was obtained. The thickness of the hydrogel polymer was 23 mm. This hydrogel polymer was pulverized with a meat chopper and dried with a hot air drier at 160 ° C. for 65 minutes. The obtained dried product was pulverized with a roll mill to obtain a water absorbent resin (1). This water-absorbent resin (1) had an absorption capacity of 66 g / g, a water-soluble content of 12%, and a deteriorated soluble content of 20%. That is, the urine resistance index was 8%.
【0032】−比較例1− スターラチップによる攪拌をしないほかは、実施例1と
同様にして、比較吸水性樹脂(1)を得た。この比較吸
水性樹脂(1)は、吸収倍率66g/g、水可溶分12
%、劣化可溶分30%であった。すなわち、耐尿性指標
は18%であった。Comparative Example 1 A comparative water-absorbent resin (1) was obtained in the same manner as in Example 1 except that stirring with a stirrer chip was not performed. This comparative water-absorbent resin (1) has an absorption capacity of 66 g / g and a water-soluble
%, And the degradable soluble content was 30%. That is, the urine resistance index was 18%.
【0033】−実施例2− 図1に示される装置を用い、吸水性樹脂を製造した。単
量体調製槽1において、37重量%アクリル酸ナトリウ
ム134部、アクリル酸20部、ポリエチレングリコー
ルジアクリレート(平均エチレンオキサイドユニット数
8)0.16部及び水44部を混合し単量体水溶液を調
製した。単量体脱気槽2において、この単量体水溶液1
Lに対し窒素を毎分0.8Lの割合で30分間吹き込
み、水溶液中の溶存酸素を除去した。窒素脱気した単量
体水溶液に、重合開始剤槽5a、5bから、それぞれ5
重量%2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)2
塩酸塩水溶液2.0g/分、0.5重量%L−アスコル
ビン酸水溶液1.8g/分を供給しラインミキシングに
より混合した。重合開始剤を混合した単量体水溶液中の
溶存酸素量は0.25ppmであった。単量体水溶液の
温度は18℃であった。更に重合開始剤槽6から管9を
通して0.35重量%過酸化水素水溶液2.0g/分を
供給しながら、前記単量体水溶液を毎分1.2kgずつ
毎分14cmの速度で駆動しているベルト16上に供給
し、連続的に重合を行った。ベルトの全長は3.5mで
あり、単量体水溶液供給点11から下流(駆動方向)に
対し1mまでの間の温調部18はベルト表面を冷却する
冷却部であり、残りの部分の温調部19はベルト表面を
加熱させる加熱部である。ベルト上の酸素濃度は0.2
体積%であった。そして、単量体水溶液供給点11から
14cm下流にスクリュウ形回転羽が攪拌手段14とし
て設けられ、重合初期の攪拌を行った。ベルト上に供給
した単量体水溶液は約1分後粘稠なゲル状物を形成し、
7分後最高温度に達した。その温度は80℃であった。
引き続き重合ゲルを60℃の加熱ゾーンで熟成し透明な
含水ゲル状重合体を得た。このゲルをミートチョッパー
で砕き、160℃で65分間熱風乾燥機で乾燥した。得
られた乾燥物を粉砕し、吸水性樹脂(2)を得た。この
ものの吸収倍率66g/g、水可溶分13%、劣化可溶
分20%であった。すなわち、耐尿性指標は7%であっ
た。Example 2 Using the apparatus shown in FIG. 1, a water-absorbing resin was produced. In the monomer preparation tank 1, 134 parts of 37% by weight of sodium acrylate, 20 parts of acrylic acid, 0.16 part of polyethylene glycol diacrylate (average number of ethylene oxide units: 8) and 44 parts of water were mixed, and an aqueous monomer solution was prepared. Prepared. In the monomer deaeration tank 2, the monomer aqueous solution 1
Nitrogen was blown into L at a rate of 0.8 L / min for 30 minutes to remove dissolved oxygen in the aqueous solution. Each of the polymerization initiator tanks 5a and 5b was added to the monomer aqueous solution degassed with nitrogen for 5 minutes.
% By weight 2,2'-azobis (2-amidinopropane) 2
2.0 g / min of a hydrochloride aqueous solution and 1.8 g / min of a 0.5 wt% L-ascorbic acid aqueous solution were supplied and mixed by line mixing. The amount of dissolved oxygen in the aqueous monomer solution mixed with the polymerization initiator was 0.25 ppm. The temperature of the aqueous monomer solution was 18 ° C. Further, while supplying 2.0 g / min of a 0.35 wt% aqueous hydrogen peroxide solution from the polymerization initiator tank 6 through the pipe 9, the monomer aqueous solution was driven at a rate of 14 kg / min at 1.2 kg / min. And the polymerization was continuously performed. The total length of the belt is 3.5 m, and the temperature control section 18 from the monomer aqueous solution supply point 11 to 1 m downstream (in the driving direction) is a cooling section for cooling the belt surface, and the temperature of the remaining portion is controlled. The adjusting section 19 is a heating section for heating the belt surface. Oxygen concentration on the belt is 0.2
% By volume. Then, a screw-type rotating blade was provided as stirring means 14 at a position 14 cm downstream from the monomer aqueous solution supply point 11, and stirring was performed at the beginning of the polymerization. The monomer aqueous solution supplied on the belt forms a viscous gel after about 1 minute,
The maximum temperature was reached after 7 minutes. Its temperature was 80 ° C.
Subsequently, the polymer gel was aged in a heating zone at 60 ° C. to obtain a transparent hydrogel polymer. This gel was crushed with a meat chopper and dried with a hot air drier at 160 ° C. for 65 minutes. The obtained dried product was pulverized to obtain a water absorbent resin (2). It had an absorption capacity of 66 g / g, a water-soluble content of 13%, and a deteriorated soluble content of 20%. That is, the urine resistance index was 7%.
【0034】−比較例2− 実施例2と同様の重合装置を用いて、攪拌手段14を止
めたほかは実施例2と同様の条件で重合を行い、比較吸
水性樹脂(2)を製造した。このものの吸収倍率は66
g/g、水可溶分13%、劣化可溶分32%であった。
耐尿性指標は19%であった。Comparative Example 2 A comparative water-absorbent resin (2) was produced using the same polymerization apparatus as in Example 2, except that the stirring means 14 was stopped, and under the same conditions as in Example 2. . Its absorption capacity is 66
g / g, water-soluble content 13%, and degradation-soluble content 32%.
The urine resistance index was 19%.
【0035】[0035]
【発明の効果】本発明によると、吸収倍率が高く、水可
溶分も劣化可溶分も少ない吸水性樹脂を得ることができ
る。ベルトコンベア型連続重合装置により製造すれば、
このような高性能の吸水性樹脂を量産できる。上記効果
を奏することから、本発明により得られた吸水性樹脂
は、衛生材料(子供用および大人用紙おむつ、生理用ナ
プキン、失禁用パッドなど)などの人体に接する用途;
油中の水の分離材;その他の脱水または乾燥剤;植物や
土壌などの保水材;ヘドロなどの凝固剤;結露防止剤;
電線あるいは光ファイバー用止水材;土木建築用止水材
など、吸水、保水、湿潤、膨潤、ゲル化を必要とする各
種産業用途に有用である。According to the present invention, it is possible to obtain a water-absorbing resin having a high absorption capacity and a small amount of water-soluble components and deterioration-soluble components. If manufactured by a belt conveyor type continuous polymerization device,
Such a high-performance water-absorbing resin can be mass-produced. Due to the above effects, the water-absorbent resin obtained by the present invention can be used in contact with the human body such as sanitary materials (child and adult paper diapers, sanitary napkins, incontinence pads, etc.);
Separation materials for water in oil; Other dehydrating or drying agents; Water retention materials for plants and soil; Coagulants such as sludge;
Waterproof material for electric wire or optical fiber; useful for various industrial applications requiring water absorption, water retention, wetting, swelling, and gelling, such as a waterproof material for civil engineering and construction.
【図1】本発明に用いられる吸水性樹脂の製造装置を模
式的に示したものである。FIG. 1 schematically shows an apparatus for producing a water absorbent resin used in the present invention.
1 単量体調製槽 5、6 重合開始剤槽 11 単量体水溶液供給点 12 ベルトコンベア型連続重合装置 14 攪拌手段 16 ベルト 18 温調部 19 温調部 20 重合ゲル(または単量体水溶液) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Monomer preparation tank 5, 6 Polymerization initiator tank 11 Monomer aqueous solution supply point 12 Belt conveyor type continuous polymerization apparatus 14 Stirrer 16 Belt 18 Temperature control section 19 Temperature control section 20 Polymer gel (or monomer aqueous solution)
Claims (4)
給して前記親水性単量体の重合を行い吸水性樹脂を得る
方法において、前記重合は、初期は攪拌重合により行
い、以後は静置重合により行うことを特徴とする吸水性
樹脂の製造方法。1. A method in which an aqueous solution containing a hydrophilic monomer is supplied to a polymerization apparatus to polymerize the hydrophilic monomer to obtain a water-absorbent resin, wherein the polymerization is initially carried out by stirring polymerization, and thereafter, Is a method for producing a water-absorbent resin, which is carried out by static polymerization.
て、重合温度が5〜15℃上昇するまで前記攪拌重合の
ための攪拌を行う、請求項1に記載の吸水性樹脂の製造
方法。2. The process for producing a water-absorbent resin according to claim 1, wherein the polymerization is started at a starting temperature of 0 to 50 ° C., and the stirring for the stirring polymerization is performed until the polymerization temperature rises by 5 to 15 ° C. .
30%に達するまで行う、請求項1に記載の吸水性樹脂
の製造方法。3. The stirring for the stirring polymerization is carried out at a polymerization rate of 5 to 5.
The method for producing a water-absorbent resin according to claim 1, wherein the method is performed until the amount reaches 30%.
装置である、請求項1から3までのいずれかに記載の吸
水性樹脂の製造方法。4. The method for producing a water-absorbent resin according to claim 1, wherein said polymerization apparatus is a belt conveyor type continuous polymerization apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13131298A JPH11302306A (en) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | Production of water absorbing resin |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH11302306A true JPH11302306A (en) | 1999-11-02 |
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ID=15055021
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JP (1) | JPH11302306A (en) |
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-
1998
- 1998-04-24 JP JP13131298A patent/JPH11302306A/en active Pending
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