TWI598116B - A method for producing a water-absorbent resin composition - Google Patents

A method for producing a water-absorbent resin composition Download PDF

Info

Publication number
TWI598116B
TWI598116B TW103105152A TW103105152A TWI598116B TW I598116 B TWI598116 B TW I598116B TW 103105152 A TW103105152 A TW 103105152A TW 103105152 A TW103105152 A TW 103105152A TW I598116 B TWI598116 B TW I598116B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
water
mixing
absorbent resin
resin composition
particles
Prior art date
Application number
TW103105152A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201436825A (zh
Inventor
小竹真人
舛本弘信
葛川正博
Original Assignee
住友精化股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 住友精化股份有限公司 filed Critical 住友精化股份有限公司
Publication of TW201436825A publication Critical patent/TW201436825A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI598116B publication Critical patent/TWI598116B/zh

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/261Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon to carbon unsaturated bonds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3042Use of binding agents; addition of materials ameliorating the mechanical properties of the produced sorbent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/40Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/46Materials comprising a mixture of inorganic and organic materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Description

吸水性樹脂組合物之製造方法
本發明係關於一種吸水性樹脂組合物之製造方法,尤其係關於一種包括將吸水性樹脂粒子與添加劑粒子混合之混合步驟的吸水性樹脂組合物之製造方法。
吸水性樹脂被廣泛地用於紙尿褲、生理用品等衛生材料,寵物尿墊等日用品,食品用吸水片材、電纜用止水材料、及防冷凝材料等工業材料,綠化、農業、及園藝用之保水劑,土壤改良劑等。於上述用途中,吸水性樹脂尤其可用作衛生材料。
此種吸水性樹脂通常為輕度地交聯之高分子。作為吸水性樹脂,例如已知有澱粉-丙烯腈接枝共聚物之水解物(參照專利文獻1)、澱粉-丙烯酸接枝共聚物之中和物(參照專利文獻2)等澱粉系吸水性樹脂,乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物之皂化物(參照專利文獻3),及聚丙烯酸部分中和物(參照專利文獻4、5、6)等。
作為吸水性樹脂應具備之特性,可列舉優異之吸水特性或操作特性等。所謂吸水特性優異,係指體液等水性液體與吸水性樹脂接觸時之吸收倍率或吸收速度、液體透過性等良好。又,所謂操作性優異,係指於使用吸水性樹脂及纖維基材製作吸收體時,即便吸水性樹脂吸濕亦表現出優異之流動性,對用以製造吸收體之裝置設備之附著較少。進而,由於伴隨老齡化之成人用紙尿褲之需求增大等,對吸水性樹脂亦要求抗菌、消臭之附加功能特性。
為了提高此種吸水特性、操作特性、及附加功能特性,業界已提出有於吸水性樹脂粒子中添加添加劑粒子之技術。例如提出有以下技術:提高尿褲吸尿時之耐凝膠黏連性或液體透過性之技術(參照專利文獻7~9),提高耐吸濕黏連性之技術(參照專利文獻10~15),及賦予抗菌性或消臭性之技術(參照專利文獻16~19)。又,提出有於吸水性樹脂粒子中添加水溶性金屬皂之粉體之技術(參照專利文獻20)、及於吸水性樹脂粒子中添加多價金屬鹽之粉體之技術(參照專利文獻21、22)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特公昭49-43395號公報
[專利文獻2]日本專利特開昭51-125468號公報
[專利文獻3]日本專利特開昭52-14689號公報
[專利文獻4]日本專利特開昭62-172006號公報
[專利文獻5]日本專利特開昭57-158209號公報
[專利文獻6]日本專利特開昭57-21405號公報
[專利文獻7]歐洲專利第629411號說明書
[專利文獻8]日本專利特開2003-176421號公報
[專利文獻9]日本專利特開平11-286611號公報
[專利文獻10]日本專利特開2000-93792號公報
[專利文獻11]美國專利第6124391號說明書
[專利文獻12]美國專利第5985944號說明書
[專利文獻13]日本專利特開平9-241322號公報
[專利文獻14]日本專利特開昭64-4653號公報
[專利文獻15]美國專利申請公開第2005/113252號說明書
[專利文獻16]國際公開第2005/10102號說明書
[專利文獻17]日本專利特開平9-248454號公報
[專利文獻18]歐洲專利第1257596號說明書
[專利文獻19]日本專利特開平10-120921號公報
[專利文獻20]美國專利申請公開第2005/118423號說明書
[專利文獻21]美國專利申請公開第2006/73969號說明書
[專利文獻22]美國專利第6300275號說明書
於製造包含吸水性樹脂粒子與添加劑粒子之吸水性樹脂組合物時,作為將吸水性樹脂粒子與添加劑粒子混合之混合方法,通常採用乾摻法(將粉體彼此混合之方法),且已提出有大量的實現該乾摻法之連續式或批次式之粉體混合裝置。作為粉體混合裝置,例如已知有槳式攪拌機、帶型攪拌機、旋轉攪拌機、振動翻轉器(Jar Tumbler)、柱塞混合機、圓筒型混合機、V型混合機、帶型混合機、螺旋型混合機、雙臂型混合機、粉碎型混合機、槽型混合機、鋤型混合機、氣流混合機等。
然而,先前雖然已知於吸水性樹脂粒子中添加添加劑粒子而賦予各種功能之技術,但其功能不充分,為了將添加劑粒子均勻地混合,必須長時間進行使用粉體混合裝置之混合,或使用大量的添加劑粒子,而伴有加壓下吸收倍率等吸水特性之下降。
又,近年來,關於吸水性樹脂之生產設備,由於需求增大及低成本化,因此使其大型化而進行連續生產。伴隨於此,產生了於大量的吸水性樹脂粒子中以短時間混合添加劑粒子之必要性,但僅使用上述先前之粉體混合裝置並使設備大型化之情況下,存在以下課題:即便長時間混合,亦無法獲得均勻地分散有添加劑粒子之吸水性樹脂組合物,無法充分地發揮添加劑粒子所具有之附加功能。
本發明之目的在於提供一種製造方法,其係包含吸水性樹脂粒子與添加劑粒子之吸水性樹脂組合物之製造方法,該製造方法可獲得維持優異之吸水特性、而且充分地發揮耐吸濕黏連性等添加劑粒子所具有之附加功能之吸水性樹脂組合物。
本發明係一種吸水性樹脂組合物之製造方法,其係包含吸水性樹脂粒子與添加劑粒子之吸水性樹脂組合物之製造方法,且其特徵在於包括如下步驟:樹脂粒子製備步驟,其製備吸水性樹脂粒子;及混合步驟,其使用複數個混合裝置將上述樹脂粒子製備步驟中製備之吸水性樹脂粒子與添加劑粒子以多階段進行混合,獲得吸水性樹脂組合物。
又,於本發明之吸水性樹脂組合物之製造方法中,上述混合步驟較佳為具有如下階段:初次混合階段,其使用第1混合裝置將吸水性樹脂粒子與添加劑粒子進行初次混合;及二次混合階段,其使用第2混合裝置將上述初次混合階段中獲得之初次混合物進行二次混合,直至使添加劑粒子均勻地分散為止。
又,於本發明之吸水性樹脂組合物之製造方法中,上述初次混合階段較佳為進而具有複數個混合階段。
又,於本發明之吸水性樹脂組合物之製造方法中,上述混合步驟較佳為具有如下階段:第1輸送混合階段,其經由配設於上述第1混合裝置與上述第2混合裝置之間之第1輸送配管,將上述初次混合階段中獲得之初次混合物自該第1混合裝置氣相輸送至該第2混合裝置中,藉此於該第1輸送配管內將該初次混合物混合;及 第2輸送混合階段,其經由用以自上述第2混合裝置排出之第2輸送配管,將上述二次混合階段中獲得之二次混合物自該第2混合裝置中排出並進行氣相輸送,藉此於該第2輸送配管內將該二次混合物混合。
又,於本發明之吸水性樹脂組合物之製造方法中,較佳為上述第1混合裝置與上述第2混合裝置為混合方式互不相同之裝置。
又,於本發明之吸水性樹脂組合物之製造方法中,上述添加劑粒子較佳為包含無機物質之粒子。
又,於本發明之吸水性樹脂組合物之製造方法中,較佳為於上述初次混合階段中,1次初次混合處理中之吸水性樹脂粒子之處理量超過0且為40000kg以下。
根據本發明,提供一種製造方法,其係包含吸水性樹脂粒子與添加劑粒子之吸水性樹脂組合物之製造方法,且包括樹脂粒子製備步驟與混合步驟。於混合步驟中,使用複數個混合裝置將樹脂粒子製備步驟中製備之吸水性樹脂粒子與添加劑粒子以多階段進行混合,獲得吸水性樹脂組合物。
於本發明之吸水性樹脂組合物之製造方法中,使用複數個混合裝置將吸水性樹脂粒子與添加劑粒子以多階段進行混合,因此可於不損傷吸水性樹脂粒子之表面之情況下,於短時間內獲得均勻地分散有添加劑粒子之吸水性樹脂組合物。因此,可獲得維持優異之吸水特性、而且充分地發揮耐吸濕黏連性等添加劑粒子所具有之附加功能之吸水性樹脂組合物。
又,於吸水性樹脂組合物之生產量較多,利用經大型化之生產設備進行吸水性樹脂粒子與添加劑粒子之混合之情形時,難以獲得均勻地分散有添加劑粒子之吸水性樹脂組合物。於本發明之吸水性樹脂 組合物之製造方法中,使用複數個混合裝置將吸水性樹脂粒子與添加劑粒子以多階段進行混合,因此於利用經大型化之生產設備將吸水性樹脂粒子與添加劑粒子混合之情形時,亦可於短時間內獲得均勻地分散有添加劑粒子之吸水性樹脂組合物。
又,根據本發明,混合步驟具有初次混合階段與二次混合階段。於初次混合階段中,使用第1混合裝置將吸水性樹脂粒子與添加劑粒子進行初次混合。然後,於二次混合階段中,使用第2混合裝置將初次混合步驟中獲得之初次混合物進行二次混合,直至使添加劑粒子均勻地分散於該初次混合物中為止。如此,可於不損傷吸水性樹脂粒子之表面之情況下,於短時間內獲得均勻地分散有添加劑粒子之吸水性樹脂組合物。
又,根據本發明,初次混合階段進而具有複數個混合階段。由於將吸水性樹脂粒子與添加劑粒子進行初次混合之初次混合階段進而具有複數個混合階段,因此關於成為製造吸水性樹脂組合物所必需之原料的吸水性樹脂粒子及添加劑粒子之總量,可於初次混合階段之各混合階段中分複數次混合而獲得初次混合物。將如此般於初次混合階段之各混合階段中分複數次混合所得之初次混合物於二次混合階段中進行二次混合,藉此可於短時間內獲得更均勻地分散有添加劑粒子之吸水性樹脂組合物。
又,根據本發明,混合步驟進而具有第1輸送混合階段與第2輸送混合階段。第1輸送混合階段中,經由配設於第1混合裝置與第2混合裝置之間之第1輸送配管,將初次混合階段中獲得之初次混合物氣相輸送,藉此於該第1輸送配管內將該初次混合物混合。又,第2輸送混合階段中,經由用以自第2混合裝置排出之第2輸送配管,將二次混合階段中獲得之二次混合物氣相輸送,藉此於該第2輸送配管內將該二次混合物混合。如此,於第1輸送配管內之氣相輸送時亦將使用第1 混合裝置之初次混合階段中獲得之初次混合物進行混合,進而,於第2輸送配管內之氣相輸送時,亦將使用第2混合裝置之二次混合階段中獲得之二次混合物進行混合,因此可於短時間內獲得更均勻地分散有添加劑粒子之吸水性樹脂組合物。
又,根據本發明,第1混合裝置與第2混合裝置係混合方式互不相同之裝置。如此,將吸水性樹脂粒子與添加劑粒子進行初次混合而獲得初次混合物之初次混合階段中使用之第1混合裝置、與將初次混合物進行二次混合而獲得二次混合物之二次混合階段中使用之第2混合裝置係互不相同之混合方式,藉此可於短時間內獲得更均勻地分散有添加劑粒子之吸水性樹脂組合物。
又,根據本發明,混合至吸水性樹脂粒子中之添加劑粒子係包含無機物質之粒子。於將此種無機物質粒子用作添加劑粒子之情形時,亦可於短時間內獲得均勻地分散有該無機物質粒子之吸水性樹脂組合物。
又,根據本發明,於將吸水性樹脂粒子與添加劑粒子進行初次混合而獲得初次混合物之初次混合階段中,1次初次混合處理中之吸水性樹脂粒子之處理量超過0且為40000kg以下。藉此,可提高初次混合階段中獲得之初次混合物中之添加劑粒子之分散性。
1‧‧‧混合設備
3‧‧‧測定裝置
11‧‧‧添加劑粒子料斗
12‧‧‧吸水性樹脂粒子料斗
13‧‧‧第1混合裝置
14‧‧‧第1壓縮機
15‧‧‧第2混合裝置
16‧‧‧第2壓縮機
17‧‧‧吸水性樹脂組合物料斗
21‧‧‧添加劑粒子供給配管
22‧‧‧吸水性樹脂粒子供給配管
23‧‧‧初次混合物導出配管
23a‧‧‧第1開關閥
24‧‧‧第1輸送配管
25‧‧‧二次混合物導出配管
25a‧‧‧第2開關閥
26‧‧‧第2輸送配管
26a‧‧‧切換閥
27‧‧‧循環配管
31‧‧‧滴定管部
32‧‧‧導管
33‧‧‧測定台
34‧‧‧測定部
35‧‧‧吸水性樹脂組合物
310‧‧‧滴定管
311‧‧‧空氣導入管
312‧‧‧旋塞
313‧‧‧旋塞
340‧‧‧圓筒部
341‧‧‧尼龍網
342‧‧‧鉛垂
s1‧‧‧樹脂粒子製備步驟
s2‧‧‧混合步驟
s3‧‧‧回收步驟
s11‧‧‧聚合步驟
s12‧‧‧濃縮步驟
s13‧‧‧表面交聯步驟
s14‧‧‧乾燥步驟
s15‧‧‧粉碎步驟
s16‧‧‧分級步驟
s21‧‧‧初次混合步驟
s22‧‧‧第1輸送混合步驟
s23‧‧‧二次混合步驟
s24‧‧‧第2輸送混合步驟
本發明之目的、特點、及優點將根據下述詳細之說明與圖式而變得更明確。
圖1係表示本發明之一實施形態之吸水性樹脂組合物之製造方法的步驟圖。
圖2係表示關於樹脂粒子製備步驟s1之詳細情況之一例的步驟圖。
圖3係表示關於混合步驟s2之詳細情況之一例的步驟圖。
圖4係表示關於用以實施混合步驟s2之混合設備1之構成之一例的圖。
圖5係表示評價加壓下吸水能力時所使用之測定裝置3之構成之圖。
參考以下圖式對本發明之較佳實施形態加以詳細說明。
以下,對本發明加以詳細說明,但本發明之範圍並不限定於該等說明,關於以下之例示以外之部分,亦可於不損及本發明之主旨之範圍內進行適當變更而實施。
圖1係表示本發明之一實施形態之吸水性樹脂組合物之製造方法的步驟圖。本實施形態之吸水性樹脂組合物之製造方法係用以製造包含粒子狀之吸水性樹脂(以下稱為「吸水性樹脂粒子」)、及粒子狀之添加劑(以下稱為「添加劑粒子」)之吸水性樹脂組合物的方法,且包括樹脂粒子製備步驟s1、混合步驟s2、及回收步驟s3。
[樹脂粒子製備步驟]
圖2係表示關於樹脂粒子製備步驟s1之詳細情況之一例的步驟圖。樹脂粒子製備步驟s1為製備吸水性樹脂粒子之步驟,如圖2所示,例如包括聚合步驟s11、濃縮步驟s12、表面交聯步驟s13、乾燥步驟s14、粉碎步驟s15、及分級步驟s16。
<聚合步驟>
聚合步驟s11係使水溶性乙烯性不飽和單體發生聚合反應而獲得吸水性樹脂之步驟。水溶性乙烯性不飽和單體之聚合方法並無特別限定,可使用作為具代表性之聚合方法之水溶液聚合法、乳化聚合法、逆相懸浮聚合法等。
於水溶液聚合法中,例如將水溶性乙烯性不飽和單體之水溶液、內部交聯劑及水溶性自由基聚合起始劑視需要一面攪拌一面加 熱,藉此進行聚合。於該水溶液聚合法中,將水作為液體介質進行處理,將水溶性乙烯性不飽和單體製成水溶液狀態進行聚合反應。
又,於逆相懸浮聚合法中,例如將水溶性乙烯性不飽和單體之水溶液、界面活性劑、疏水性高分子系分散劑、水溶性自由基聚合起始劑及內部交聯劑於石油系烴分散介質中、於攪拌下加熱,藉此進行聚合。於該逆相懸浮聚合法中,將水與石油系烴分散介質作為液體介質來進行處理,將水溶性乙烯性不飽和單體之水溶液添加至石油系烴分散介質中,藉此進行聚合反應。
於本實施形態中,就可進行精密之聚合反應控制與廣泛之粒徑控制的觀點而言,較佳為逆相懸浮聚合法。以下,作為本發明之實施形態之一例,對藉由逆相懸浮聚合法製造吸水性樹脂之方法進行說明。
作為吸水性樹脂之原料中使用之水溶性乙烯性不飽和單體,例如可列舉:(甲基)丙烯酸[「所謂(甲基)丙烯酸」係指「丙烯酸」及「甲基丙烯酸」。以下相同]、2-(甲基)丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸、順丁烯二酸等具有酸基之單體及該等之鹽;(甲基)丙烯醯胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺等非離子性不飽和單體;(甲基)丙烯酸二乙基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基胺基丙酯等含胺基之不飽和單體及該等之四級化物等。該等可分別單獨使用,亦可併用兩種以上。
再者,作為於將具有酸基之單體中和而製成鹽之情形時所使用之鹼性化合物,可列舉鋰、鈉、鉀、銨等之化合物。更詳細而言,可列舉:氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、碳酸鈉、碳酸銨等。
水溶性乙烯性不飽和單體之中,就工業上容易獲取之觀點而言,較佳可列舉(甲基)丙烯酸及其鹽。
再者,於將具有酸基之單體中和之情形時,其中和度較佳為水 溶性乙烯性不飽和單體之酸基之30~90莫耳%。藉由中和度為30莫耳%以上,容易將酸基離子化,可抑制吸水能力下降。藉由中和度為90莫耳%以下,於用作衛生材料之情形時,可抑制於安全性等方面產生問題之情況。
於本實施形態中,水溶性乙烯性不飽和單體係以水溶液之形式使用。水溶性乙烯性不飽和單體水溶液之單體濃度較佳為20質量%~飽和濃度。
水溶性乙烯性不飽和單體水溶液中視需要可含有鏈轉移劑、增黏劑等。作為鏈轉移劑,例如可列舉:硫醇類、硫酸類、二級醇類、次磷酸、亞磷酸等化合物。該等可單獨使用,亦可併用兩種以上。作為增黏劑,可列舉:羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、甲基纖維素、聚乙二醇、聚丙烯酸、聚丙烯酸中和物、聚丙烯醯胺等。
作為石油系烴分散介質,例如可列舉:正己烷、正庚烷、2-甲基己烷、3-甲基己烷、2,3-二甲基戊烷、3-乙基戊烷、正辛烷等碳數6~8之脂肪族烴,環己烷、甲基環己烷、環戊烷、甲基環戊烷、反式-1,2-二甲基環戊烷、順式-1,3-二甲基環戊烷、反式-1,3-二甲基環戊烷等脂環族烴,苯、甲苯、二甲苯等芳香族烴等。該等之中,就工業上容易獲取及安全性之觀點而言,可更佳地使用正己烷、正庚烷、2-甲基己烷、3-甲基己烷、正辛烷等碳數6~8之脂肪族烴;環己烷、甲基環戊烷、及甲基環己烷等碳數6~8之脂環族烴。該等石油系烴分散介質可單獨使用,亦可併用兩種以上。
進而,該等石油系烴分散介質之中,就逆相懸浮之狀態良好、容易獲得較佳之粒徑、工業上容易獲取且品質穩定之觀點而言,可較佳地使用正庚烷、環己烷。又,作為上述烴之混合物之例,即便使用市售之EXXSOL Heptane(Exxon Mobil公司製造,含有75~85%之正庚 烷及異構物之烴)等亦可獲得較佳之結果。
關於石油系烴分散介質之使用量,就使水溶性乙烯性不飽和單體水溶液均勻地分散、容易控制聚合溫度之觀點而言,通常相對於水溶性乙烯性不飽和單體水溶液100質量份,較佳為50~600質量份,更佳為50~400質量份,進而較佳為50~200質量份。
逆相懸浮聚合中,為了使水溶性乙烯性不飽和單體水溶液分散於石油系烴分散介質中,獲得更穩定之聚合粒子,而使用界面活性劑或視需要之疏水性高分子系分散劑。就使聚合無異常地穩定完成之觀點而言,界面活性劑或疏水性高分子系分散劑只要於水溶性乙烯性不飽和單體水溶液進行聚合前即存在,且使水溶性乙烯性不飽和單體水溶液充分地分散於石油系烴分散介質中,使其液滴穩定化後進行聚合,則各自之添加時期並無特別限定。雖鑒於現有之技術存在一部分例外,但界面活性劑或疏水性高分子系分散劑通常係於添加水溶性乙烯性不飽和單體水溶液前,預先溶解或分散於石油系烴分散介質中。
作為用於保持聚合時之分散穩定性之界面活性劑,例如可列舉:山梨醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯蓖麻油、聚氧乙烯氫化蓖麻油、烷基烯丙基甲醛縮合聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙基烷基醚、聚乙二醇脂肪酸酯、烷基葡糖苷、N-烷基葡萄糖醯胺、聚氧乙烯脂肪酸醯胺、及聚氧乙烯烷基胺等非離子系界面活性劑,脂肪酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基甲基牛磺酸鹽、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸酯鹽、聚氧乙烯烷基醚硫酸酯鹽、聚氧乙烯烷基醚磺酸及其鹽、聚氧乙烯烷基苯基醚磷酸及其鹽、聚氧乙烯烷基醚磷酸及其鹽等陰離子系界面活性劑。該等可分別單獨使用,亦可併用兩種以上。
該等界面活性劑之中,就單體水溶液之分散穩定性之觀點而言,較佳為選自由聚甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯及山梨醇酐脂肪酸酯所組成之群中之至少1種。
關於所使用之界面活性劑之添加量,相對於水溶性乙烯性不飽和單體水溶液100質量份,較佳為0.01~5質量份,更佳為0.05~3質量份。藉由界面活性劑之添加量為0.01質量份以上,可抑制水溶性乙烯性不飽和單體水溶液之分散穩定性下降,藉由為5質量份以下,於經濟方面變得有利。
為了進一步提高聚合時之分散穩定性,亦可將疏水性高分子系分散劑與界面活性劑併用。疏水性高分子系分散劑較佳為選擇使用溶解或分散於所使用之石油系烴分散介質中者,例如可列舉黏度平均分子量為20000以下、較佳為10000以下、進而較佳為5000以下者。具體而言,可列舉:順丁烯二酸酐改性聚乙烯、順丁烯二酸酐改性聚丙烯、順丁烯二酸酐改性乙烯-丙烯共聚物、順丁烯二酸酐-乙烯共聚物、順丁烯二酸酐-丙烯共聚物、順丁烯二酸酐-乙烯-丙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、氧化型聚乙烯、氧化型聚丙烯、氧化型乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙基纖維素、順丁烯二酸酐化聚丁二烯、順丁烯二酸酐化EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer,乙烯/丙烯/二烯三元共聚物)等。
該等之中,較佳為選自由順丁烯二酸酐改性聚乙烯、順丁烯二酸酐改性聚丙烯、順丁烯二酸酐改性乙烯-丙烯共聚物、順丁烯二酸酐-乙烯共聚物、順丁烯二酸酐-丙烯共聚物、順丁烯二酸酐-乙烯-丙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、氧化型聚乙烯、氧化型聚丙烯及氧化型乙烯-丙烯共聚物所組成之群中之至少1種。
關於疏水性高分子系分散劑之添加量,相對於水溶性乙烯性不飽和單體水溶液100質量份,較佳為0~5質量份,更佳為0.01~3質量 份,進而較佳為0.05~2質量份。藉由疏水性高分子系分散劑之添加量為5質量份以下,於經濟方面較有利。
於將水溶性乙烯性不飽和單體水溶液添加至預先填充於聚合反應器內之石油系烴分散介質中而使其分散時,藉由攪拌部來進行分散,但該攪拌部之攪拌條件視所需之分散液滴徑而不同,故無法一概而定。分散液滴徑可藉由攪拌部之攪拌翼之種類、翼徑、轉速等加以調節。作為攪拌翼,例如可使用螺旋槳翼、槳式翼、錨式翼、渦輪翼、Pfaudler翼(Pfaudler impeller)、帶式翼、全覆蓋(full zone)翼(Kobelco Pantech股份有限公司製造)、Maxblend翼(住友重機械工業股份有限公司製造)、Supermix(佐竹化學機械工業股份有限公司製造)等。
於聚合反應器中,於界面活性劑存在下、於石油系烴分散介質中,藉由攪拌部對以特定之添加速度添加至石油系烴分散介質中之水溶性乙烯性不飽和單體水溶液進行充分攪拌而使其分散,使液滴穩定化。然後,對聚合反應器內充分進行氮氣置換後,視需要於內部交聯劑之存在下藉由水溶性自由基聚合起始劑進行逆相懸浮聚合,獲得含水凝膠狀交聯聚合物之懸浮液。
作為本實施形態中使用之水溶性自由基聚合起始劑,例如可列舉:過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉等過硫酸鹽;過氧化氫等過氧化物;2,2'-偶氮雙(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽、2,2'-偶氮雙[N-(2-羧基乙基)-2-甲基丙二胺]四水鹽、2,2'-偶氮雙(1-亞胺基-1-吡咯烷基-2-甲基丙烷)二鹽酸鹽、2,2'-偶氮雙[2-甲基-N-(2-羥基乙基)-丙醯胺]等偶氮化合物等。
該等之中,就容易獲取且容易操作之觀點而言,較佳為過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉及2,2'-偶氮雙(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽。
再者,水溶性自由基聚合起始劑可與亞硫酸鹽、抗壞血酸等還 原劑併用而用作氧化還原聚合起始劑。
關於水溶性自由基聚合起始劑之使用量,通常相對於水溶性乙烯性不飽和單體100質量份而為0.01~1質量份。藉由為0.01質量份以上,可抑制聚合率下降,藉由為1質量份以下,可抑制產生急遽之聚合反應。
水溶性自由基聚合起始劑之添加時期並無特別限制,較佳為預先添加至水溶性乙烯性不飽和單體水溶液中。
作為視需要使用之內部交聯劑,例如可列舉:(聚)乙二醇[所謂「(聚)」,係指存在「聚」之前綴之情形與不存在之情形。以下相同]、1,4-丁二醇、甘油、三羥甲基丙烷等多元醇類,使多元醇類與丙烯酸、甲基丙烯酸等不飽和酸反應而獲得之具有兩個以上之乙烯基的聚不飽和酯類,N,N'-亞甲基雙丙烯醯胺等雙丙烯醯胺類,(聚)乙二醇二縮水甘油醚、(聚)乙二醇三縮水甘油醚、(聚)甘油二縮水甘油醚、(聚)甘油三縮水甘油醚、(聚)丙二醇聚縮水甘油醚、(聚)甘油聚縮水甘油醚等含有兩個以上之縮水甘油基之聚縮水甘油基化合物等。該等可分別單獨使用,亦可併用兩種以上。
關於內部交聯劑之添加量,相對於水溶性乙烯性不飽和單體100質量份,較佳為0~3質量份,更佳為0~1質量份,進而較佳為0.001~0.1質量份。藉由添加量為3質量份以下,可抑制交聯變得過度,且可抑制吸水性能變得過低。內部交聯劑較佳為預先添加至水溶性乙烯性不飽和單體水溶液中。
聚合反應器內之逆相懸浮聚合時之反應溫度係視所使用之聚合起始劑的種類或量而不同,故無法一概而定,較佳為30~100℃,更佳為40~90℃。藉由反應溫度為30℃以上,可抑制聚合率下降,又,藉由反應溫度為100℃以下,可抑制產生急遽之聚合反應。
將以如上方式所獲得之含有含水凝膠狀交聯聚合物之聚合反應 液(含水凝膠狀交聯聚合物之懸浮液)設定為第1段之聚合,以後,亦可進行若干次添加水溶性乙烯性不飽和單體水溶液並反覆進行聚合之「多段聚合」。尤其是用於衛生材料用途中時,就所獲得之吸水性樹脂粒子之大小與生產效率之觀點而言,較佳為進行2段聚合。
關於第1段之水溶性乙烯性不飽和單體之聚合中獲得之粒子的大小,就於多段聚合中獲得適度之凝聚粒徑之觀點而言,中位粒徑較佳為20~200μm,更佳為30~150μm,進而較佳為40~100μm。再者,第1段之聚合粒子之中位粒徑可藉由在上述第1段之聚合結束後進行脫水、乾燥而加以測定。
於進行2段聚合之情形時,可藉由依據後述方法來使第1段之聚合中獲得之粒子凝聚,獲得適於衛生材料用途之平均粒徑相對較大之吸水性樹脂。
此時,必須降低界面活性劑之作用,以使第2段聚合中使用之水溶性乙烯性不飽和單體水溶液不形成獨立之液滴。例如,於第1段之聚合結束後進行冷卻,於界面活性劑之至少一部分析出之溫度下添加第2段聚合之水溶性乙烯性不飽和單體水溶液,藉此可獲得上述凝聚之粒子。
再者,只要為藉由第2段聚合之水溶性乙烯性不飽和單體水溶液之添加可獲得凝聚粒子之方法,則不限定於上述方法。
又,於如上所述般降低界面活性劑之界面活性作用後,進行第2段聚合之水溶性乙烯性不飽和單體水溶液之添加,藉此可進一步減少吸水性樹脂中之石油系烴分散介質之殘留量。
作為第2段聚合之水溶性乙烯性不飽和單體,可使用與作為第1段聚合之水溶性乙烯性不飽和單體所例示者相同者,單體之種類、中和度、中和鹽及單體水溶液濃度與第1段聚合之水溶性乙烯性不飽和單體可相同亦可不同。
關於添加至第2段聚合之水溶性乙烯性不飽和單體水溶液中之聚合起始劑,亦可自作為第1段聚合之水溶性乙烯性不飽和單體所例示者中選擇使用。
又,亦於第2段聚合之水溶性乙烯性不飽和單體水溶液中,視需要可添加內部交聯劑、鏈轉移劑等,可自作為第1段聚合之水溶性乙烯性不飽和單體所例示者中選擇使用。
關於第2段聚合之水溶性乙烯性不飽和單體相對於第1段聚合之水溶性乙烯性不飽和單體100質量份之添加量,就獲得適度之凝聚粒子之觀點而言,較佳為50~300質量份,更佳為100~200質量份,最佳為120~160質量份。
第2段之逆相懸浮聚合中之利用攪拌部之攪拌只要使整體均勻地混合即可。凝聚粒徑可藉由界面活性劑之析出狀態或第2段聚合之水溶性乙烯性不飽和單體相對於第1段聚合之水溶性乙烯性不飽和單體的量而變更。再者,作為適於衛生材料用途之吸水性樹脂之凝聚粒徑,較佳為200~600μm,進而較佳為250~500μm,最佳為300~450μm。
關於第2段之逆相懸浮聚合中之反應溫度,亦視聚合起始劑之種類或量而不同,故無法一概而定,較佳為30~100℃,更佳為40~90℃。於進行2段以上之多段聚合之情形時,以後可將第2段聚合與第3段、第4段替換而實行。
<濃縮步驟>
濃縮步驟s12係自聚合步驟s11中獲得之聚合反應液中將液體成分蒸餾去除,將聚合反應液濃縮之步驟。
濃縮步驟s12中之液體成分自聚合反應液中之蒸餾去除處理可於常壓下進行亦可於減壓下進行,為了提高液體成分之蒸餾去除效率,亦可於氮等之氣流下進行。
於在常壓下進行液體成分自聚合反應液中之蒸餾去除處理之情形時,濃縮時之設定溫度較佳為70~250℃,更佳為80~180℃,進而較佳為80~140℃,最佳為90~130℃。又,於在減壓下進行液體成分自聚合反應液中之蒸餾去除處理之情形時,濃縮時之設定溫度較佳為60~100℃,更佳為70~90℃。
<表面交聯步驟>
表面交聯步驟s13係進行如下處理之步驟:於液體成分自聚合反應液中之蒸餾去除處理中,添加含有2個以上之與源自水溶性乙烯性不飽和單體之官能基具有反應性之官能基的表面交聯劑,提高吸水性樹脂粒子之表面層之交聯密度。藉由在聚合後添加表面交聯劑進行反應,吸水性樹脂粒子之表面層之交聯密度提高,可提高加壓下吸水能力、吸水速度、凝膠強度等各性能,可賦予適合作為衛生材料用途之性能。
作為上述交聯反應中使用之表面交聯劑,只要為可與源自聚合中使用之水溶性乙烯性不飽和單體之官能基反應者,則並無特別限定。
作為所使用之表面交聯劑,例如可列舉:乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、三羥甲基丙烷、甘油、聚氧乙二醇、聚氧丙二醇、聚甘油等多元醇類;(聚)乙二醇二縮水甘油醚、(聚)乙二醇三縮水甘油醚、(聚)甘油二縮水甘油醚、(聚)甘油三縮水甘油醚、(聚)丙二醇聚縮水甘油醚、(聚)甘油聚縮水甘油醚等聚縮水甘油基化合物;表氯醇、表溴醇、α-甲基表氯醇等鹵代環氧化合物;2,4-甲苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯等異氰酸酯化合物等具有2個以上之反應性官能基之化合物;3-甲基-3-氧雜環丁烷甲醇、3-乙基-3-氧雜環丁烷甲醇、3-丁基-3-氧雜環丁烷甲醇、3-甲基-3-氧雜環丁烷乙醇、3-乙基-3-氧雜環丁烷乙醇、3-丁基-3-氧雜環丁烷乙醇等氧雜環丁烷化合物,1,2-伸乙 基雙唑啉等唑啉化合物,碳酸伸乙酯等碳酸酯化合物等。該等可分別單獨使用,亦可併用兩種以上。
該等之中,就反應性優異之觀點而言,較佳為(聚)乙二醇二縮水甘油醚、(聚)乙二醇三縮水甘油醚、(聚)甘油二縮水甘油醚、(聚)甘油三縮水甘油醚、(聚)丙二醇聚縮水甘油醚、(聚)甘油聚縮水甘油醚等聚縮水甘油基化合物。
關於上述表面交聯劑之添加量,相對於進行聚合之水溶性乙烯性不飽和單體之總量100質量份,較佳為0.01~5質量份,更佳為0.02~3質量份。藉由後交聯劑之添加量為0.01質量份以上,可提高所獲得之吸水性樹脂之加壓下吸水能力、吸水速度、凝膠強度等各性能,藉由為5質量份以下,可抑制吸水能力變得過低。
進而,關於表面交聯劑之添加方法,可直接添加表面交聯劑,亦可以水溶液之形式添加,視需要亦可以使用親水性有機溶劑作為溶劑之溶液之形式添加。作為該親水性有機溶劑,例如可列舉:甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇及丙二醇等低級醇類,丙酮、甲基乙基酮等酮類,二乙醚、二烷、及四氫呋喃等醚類,N,N-二甲基甲醯胺等醯胺類,以及二甲基亞碸等亞碸類等。該等親水性有機溶劑可分別單獨使用,亦可併用兩種以上。
上述表面交聯劑之添加時期只要為聚合結束後即可,並無特別限定。表面交聯反應較佳為於液體成分自聚合反應液中之蒸餾去除處理中,在相對於吸水性樹脂100質量份而為1~200質量份之範圍之水分存在下實施,進而較佳為於5~100質量份之範圍之水分存在下實施,更佳為於10~50質量份之水分存在下實施。藉由如此般調整表面交聯劑添加時之水分量,可更佳地實施吸水性樹脂之粒子表面層之表面交聯,可表現出優異之吸水性能。
表面交聯反應中之溫度較佳為50~250℃,更佳為60~180℃,進 而較佳為60~140℃,最佳為70~120℃。
如上所述,經過聚合步驟s11、濃縮步驟s12及表面交聯步驟s13而獲得之聚合物通常為含水凝膠狀交聯聚合物,視需要進行乾燥處理、粉碎處理及分級處理。
<乾燥步驟>
乾燥步驟s14係將表面交聯步驟s13中獲得之含水凝膠狀交聯聚合物乾燥之步驟。
作為乾燥步驟s14中之乾燥處理方法,可以成為目標含水率之方式採用加熱乾燥、熱風乾燥、減壓乾燥、紅外線乾燥、微波乾燥、利用與疏水性有機溶劑之共沸之脫水、使用高溫水蒸氣之高濕乾燥等各種方法,並無特別限定。於藉由熱風乾燥進行乾燥處理之情形時,通常於60~250℃、較佳為於100~220℃、更佳為於120~200℃之溫度範圍(熱風溫度)內進行。乾燥時間取決於聚合物之表面積、含水率及乾燥機之種類,以成為目標含水率之方式進行選擇。例如,乾燥時間只要於1分鐘~5小時之範圍內適當選擇即可。
本發明中可使用之吸水性樹脂粒子之水分率較佳為20質量%以下,更佳為10質量%以下。藉由將吸水性樹脂粒子之水分率設為20質量%以下,可維持吸水性樹脂粒子之良好之流動性。
<粉碎步驟>
粉碎步驟s15係使用粉碎機將乾燥步驟s14中獲得之粒子狀或粉末狀之粒子狀乾燥物凝聚體粉碎之步驟。粉碎步驟s15中使用之粉碎機並無特別限定,例如可列舉:如輥磨機般之輥式粉碎機、如錘磨機般之錘式粉碎機、衝擊式粉碎機、切割粉碎機、渦輪研磨機、球磨機、快速粉碎機等。該等之中,為了控制粒徑分佈,較佳為輥磨機。為了控制粒徑分佈,可連續進行2次以上之粉碎,亦可進行3次以上之粉碎。於進行2次以上之粉碎之情形時,各粉碎機可相同亦可不同。 又,亦可併用不同種類之粉碎機。
<分級步驟>
分級步驟s16係將粉碎步驟s15中獲得之粉碎物分級之步驟。分級步驟s16中,將粉碎物篩分。於該分級步驟s16中,選擇具有所需粒徑(較佳為重量平均粒徑200~800μm)之粒子而獲得目標吸水性樹脂粒子。關於分級方法,並無特別限制,可採用先前公知之方法。雖並無特別限制,但較佳為使用篩分級(金屬篩、不鏽鋼製)。又,為了達成目標物性及粒度,較佳為於分級步驟s16中同時使用複數個篩。
包括如上所述之聚合步驟s11、濃縮步驟s12、表面交聯步驟s13、乾燥步驟s14、粉碎步驟s15、及分級步驟s16之樹脂粒子製備步驟s1中製備之吸水性樹脂粒子被供給至混合步驟s2。
[混合步驟]
圖3係表示關於混合步驟s2之詳細情況之一例的步驟圖。圖4係表示關於用以實施混合步驟s2之混合設備1之構成之一例的圖。混合步驟s2係使用複數個混合裝置將樹脂粒子製備步驟s1中製備之吸水性樹脂粒子與添加劑粒子以多階段進行混合,獲得吸水性樹脂組合物之步驟,且如圖3所示,例如包括初次混合步驟s21、第1輸送混合步驟s22、二次混合步驟s23、及第2輸送混合步驟s24。又,混合步驟s2中之各步驟例如係藉由圖4所示之混合設備1而實施。
混合設備1係含有添加劑粒子料斗11、吸水性樹脂粒子料斗12、第1混合裝置13、第1壓縮機14、第2混合裝置15、第2壓縮機16、及吸水性樹脂組合物料斗17而構成。
添加劑粒子料斗11收容添加劑粒子。收容於該添加劑粒子料斗11中之添加劑粒子只要為可對所製造之吸水性樹脂組合物賦予耐吸濕黏連性等附加功能之粉體,則並無特別限制,可適當參照先前公知之見解。作為添加劑粒子,例如可列舉:紙漿粉末、纖維素衍生物、包含 天然多糖類等有機物質之粉體(有機質粉體)、包含無機物質之粉體(無機質粉體)、抗氧化劑、防腐劑、殺菌劑、界面活性劑、著色劑、香料、消臭劑等。
該等添加劑粒子之中,例如於賦予耐吸濕黏連性之情形時,較佳為無機質粉體,尤佳為水不溶性之無機質粉體。作為無機質粉體,可列舉:碳酸鈣、高嶺土、滑石、雲母、膨潤土、黏土、絹雲母、石棉、玻璃纖維、碳纖維、玻璃粉、玻璃氣球、白砂氣球、石炭粉、金屬粉末、氧化鋁等陶瓷粉末、二氧化矽、沸石、活性炭、及板岩粉末等。
吸水性樹脂粒子料斗12收容樹脂粒子製備步驟s1中獲得之吸水性樹脂粒子。
添加劑粒子料斗11係經由添加劑粒子供給配管21而與第1混合裝置13連接。又,吸水性樹脂粒子料斗12係經由吸水性樹脂粒子供給配管22而與第1混合裝置13連接。收容於添加劑粒子料斗11之添加劑粒子係經由添加劑粒子供給配管21而被供給於第1混合裝置13,又,收容於吸水性樹脂粒子料斗12之吸水性樹脂粒子係經由吸水性樹脂粒子供給配管22而被供給於第1混合裝置13。
<初次混合步驟>
初次混合步驟s21係使用第1混合裝置13將吸水性樹脂粒子與添加劑粒子進行初次混合的混合步驟s2中之初次混合階段。
作為初次混合步驟s21中使用之第1混合裝置13,可列舉作為連續或批次式混合機之氣流型混合機或旋轉攪拌型混合機,尤佳為使用旋轉攪拌型混合機。作為該等第1混合裝置13,例如可列舉:錐形攪拌機、圓錐螺旋混合機(Nautor mixer)、捏合機、V型混合機、流動式混合機、渦流混合機(Turbulizer)、勞迪吉混合機(Lodige mixer)、螺桿混合機、帶型攪拌機、筒倉攪拌機(silo-blender)、砂漿混合機等連續 或批次式之機械混合機。於該旋轉攪拌型混合機中,攪拌翼通常係以10~10000rpm、進而100~5000rpm旋轉。
於第1混合裝置13中實施之初次混合步驟s21中,初次混合處理之處理溫度例如係設定為10~100℃。又,初次混合步驟s21中之初次混合處理之處理時間係根據處理量而適當設定,例如設定為1~10min/t(噸)。
又,初次混合步驟s21中初次混合之吸水性樹脂粒子與添加劑粒子之混合比並無特別限制,係適當考慮所製造之吸水性樹脂組合物之所需吸水特性或其他特性、及先前公知之見解而決定。若列舉一例,則吸水性樹脂粒子與添加劑粒子之混合比(質量比)較佳為100:0.01~100:1(吸水性樹脂粒子:添加劑粒子),更佳為100:0.1~100:0.7(吸水性樹脂粒子:添加劑粒子),進而較佳為100:0.2~100:0.5(吸水性樹脂粒子:添加劑粒子)。若添加劑粒子之混合比為0.01以上,則將所獲得之吸水性樹脂組合物之吸濕黏連率保持於較低之值,吸濕流動性優異,因此較佳。另一方面,若添加劑粒子之混合比為1以下,則所獲得之吸水性樹脂組合物之加壓下吸收倍率(加壓下吸水能力)優異,因此較佳。其中,當然亦可採用偏離該等範圍之形態。
初次混合步驟s21較佳為進而具有複數個混合階段。將吸水性樹脂粒子與添加劑粒子進行初次混合之初次混合步驟s21進而具有複數個混合階段,藉此關於成為製造吸水性樹脂組合物所必需之原料的吸水性樹脂粒子及添加劑粒子之總量,可於初次混合步驟s21之各混合階段中分複數次混合而獲得初次混合物。
再者,具有複數個混合階段之初次混合步驟s21中,關於1次各混合階段中進行初次混合處理之處理量,吸水性樹脂粒子之處理量較佳為超過0(zero)且為40000kg以下,更佳為超過0且為20000kg以下,尤佳為超過0且為10000kg以下。藉此,可提高初次混合步驟s21中獲得 之初次混合物中之添加劑粒子之分散性。
第1混合裝置13中獲得之初次混合物係藉由將第1開關閥23a打開,而經由初次混合物導出配管23被供給至第1輸送配管24。該第1輸送配管24係配設於第1混合裝置13與第2混合裝置15之間。
<第1輸送混合步驟>
第1輸送混合步驟s22係經由第1輸送配管24將初次混合步驟s21中獲得之初次混合物進行氣相輸送,藉此於第1輸送配管24內將初次混合物混合的混合步驟s2中之第1輸送混合階段。
於第1輸送配管24內,流通由與第1輸送配管24之一端部連接之第1壓縮機14所產生之壓縮空氣,經由初次混合物導出配管23而供給於第1輸送配管24之初次混合物係藉由第1壓縮機14所產生之壓縮空氣之流動而朝向第2混合裝置15輸送,且於該輸送時混合。由此種第1壓縮機14與第1輸送配管24構成氣相輸送裝置。
作為由第1壓縮機14與第1輸送配管24所構成之氣相輸送裝置,並無特別限定,例如可列舉:栓塞流(plug flow)空氣輸送方式、懸浮管底流空氣輸送方式、滑動流化流空氣輸送方式、懸浮分散流空氣輸送方式等各輸送方式之裝置。
於氣相輸送裝置中,所謂栓塞流空氣輸送方式,係指粉粒體(初次混合物)並未懸浮,而是一面形成如栓塞般之集團一面經移動(輸送)之輸送形態之一。此種栓塞流空氣輸送方式之氣相輸送裝置係空氣消耗量較少、輸送效率優異、且輸送物(初次混合物)之破碎或第1輸送配管24之磨損等非常少者。又,栓塞流空氣輸送方式之氣相輸送裝置亦具有以下特徵:於輸送樹脂顆粒之情形時,幾乎不產生閃流(streamer)。
於氣相輸送裝置中,所謂懸浮管底流空氣輸送方式,係指於藉由懸浮流進行區分之分類中,風速相對較慢,粉粒體(初次混合物)集 中於第1輸送配管24之管底部般的輸送形態。此種懸浮管底流空氣輸送方式之氣相輸送裝置與利用分散流之方式相比較,係混合比更高且輸送效率更優異、輸送物(初次混合物)之破碎或第1輸送配管24之磨損等更少者。
於氣相輸送裝置中,所謂滑動流化流空氣輸送方式,係指粉粒體(初次混合物)於第1輸送配管24之管底部一面如砂丘般以集團流(collective flow)之形態滑動,一面經移動(輸送)之高濃度輸送形態。此種滑動流化流空氣輸送方式之氣相輸送裝置於粗粉之情況下,形成原理與栓塞流空氣輸送方式大致相同,但具有以下特徵:不存在如栓塞流般粒子集團將第1輸送配管24之管截面堵塞般的部分,或非常少。
於氣相輸送裝置中,所謂懸浮分散流空氣輸送方式,係指粉粒體(初次混合物)一面飛翔一面經移動(輸送)之輸送形態。此種懸浮分散流空氣輸送方式之氣相輸送裝置係第1輸送配管24內之風速較快,屬於所謂低濃度輸送者。
關於利用由第1壓縮機14與第1輸送配管24所構成之氣相輸送裝置實施的第1輸送混合步驟s22中之輸送混合處理的處理條件,係根據經氣相輸送之初次混合物之處理量或輸送距離等而適當設定。具體而言,氣相輸送時之空氣壓力(由第1壓縮機14所產生之壓縮空氣之壓力)較佳為設定為0.01~10MPa,更佳為設定為0.01~1MPa。
第1輸送配管24之總長較佳為設定為1~2000m,更佳為設定為10~300m。又,第1輸送配管24之內徑較佳為設定為10~400mm,更佳為設定為30~300mm。
關於第1輸送混合步驟s22中之輸送混合處理之處理量,較佳為設定為1000~30000kg/h,更佳為設定為1000~20000kg/h。又,關於第1輸送混合步驟s22中之輸送混合處理之處理時間,較佳為設定為 0.01~30分鐘,更佳為設定為0.1~10分鐘。又,關於第1輸送混合步驟s22中之輸送混合處理之處理溫度,較佳為設定為10~100℃,更佳為設定為20~90℃。
第1輸送配管24之出口側(第2混合裝置15側)端部之輸送風速(末端輸送風速)較佳為設定為0.1~30m/sec,更佳為設定為1~15m/sec。又,第1輸送配管24之出口側(第2混合裝置15側)端部之固氣比(末端固氣比)較佳為設定為1~200kg-Solid/kg-Air,更佳為設定為5~100kg-Solid/kg-Air。
於上述中,對利用由第1壓縮機14與第1輸送配管24所構成之氣相輸送裝置,將第1混合裝置13中獲得之初次混合物向第2混合裝置15進行氣相輸送之方法進行了說明,但初次混合物向第2混合裝置15之輸送方法並不限定於該氣相輸送方法。作為實現初次混合物向第2混合裝置15之其他輸送方法之裝置,可列舉:螺桿輸送器、彈簧輸送器、帶式輸送器、鬥式輸送器及振動給料器等搬送裝置,較佳為於非開放之狀態下進行搬送之搬送裝置。進而較佳為非開放體系並且輸送器內之氣相部即接受初次混合物等之部位係經例如隔板或螺桿等隔開之搬送裝置。
由第1壓縮機14與第1輸送配管24所構成之氣相輸送裝置、及上述搬送裝置均藉由在排出口以及視需要之投入口安裝旋轉閥等,而可於不損及連續搬送性之情況下容易地實現非開放體系化。可容易地實現非開放體系化之裝置為氣相輸送裝置或螺桿輸送器,尤其是氣相輸送裝置。又,氣相輸送裝置就促進初次混合物之混合之效果而言亦尤其優異。
第1混合裝置13中獲得之初次混合物係經由第1輸送配管24而經氣相輸送,一面於第1輸送配管24內進行混合,一面被供給於第2混合裝置15。
<二次混合步驟>
二次混合步驟s23係使用第2混合裝置15將於第1輸送配管24內混合之初次混合物進行二次混合,直至使添加劑粒子均勻地分散於該初次混合物中為止的混合步驟s2中之二次混合階段。
作為二次混合步驟s23中使用之第2混合裝置15,與上述第1混合裝置13同樣地可列舉作為連續或批次式混合機的氣流型混合機或旋轉攪拌型混合機,尤佳為使用旋轉攪拌型混合機。作為該等第2混合裝置15,例如可列舉:錐形攪拌機、圓錐螺旋混合機、捏合機、V型混合機、渦流混合機、連續式混合機、勞迪吉混合機、螺桿混合機、帶型攪拌機、筒倉攪拌機、砂漿混合機等連續或批次式之機械混合機。於該旋轉攪拌型混合機中,攪拌翼通常係以10~10000rpm、進而100~5000rpm旋轉。
二次混合步驟s23中使用之第2混合裝置15較佳為混合方式與上述第1混合裝置13不同之裝置。如此,將吸水性樹脂粒子與添加劑粒子進行初次混合而獲得初次混合物之初次混合步驟s21中使用之第1混合裝置13、與將初次混合物進行二次混合而獲得二次混合物之二次混合步驟s23中使用之第2混合裝置15為互不相同的混合方式,藉此可於短時間內獲得更均勻地分散有添加劑粒子之吸水性樹脂組合物。
第2混合裝置15中實施之二次混合步驟s23中,二次混合處理之處理溫度例如係設定為10~100℃。又,二次混合步驟s23中之二次混合處理之處理時間係根據處理量而適當設定,例如設定為1~10min/t(噸)。
第2混合裝置15中獲得之二次混合物係藉由打開第2開關閥25a,而經由二次混合物導出配管25被供給於第2輸送配管26。該第2輸送配管26係配設於第2混合裝置15與吸水性樹脂組合物料斗17之間。又,於第2輸送配管26上設置有切換閥26a,自第2輸送配管26中之配設有 切換閥26a之部位分支而設置有循環配管27。該循環配管27係配設於切換閥26a與第2混合裝置15之間。自第2混合裝置15供給於第2輸送配管26之二次混合物係於切換閥26a被切換至第2混合裝置15側之情形時,回到第2混合裝置15中,於切換閥26a被切換至吸水性樹脂組合物料斗17側之情形時,朝向吸水性樹脂組合物料斗17進行氣相輸送。
<第2輸送混合步驟>
第2輸送混合步驟s24係經由第2輸送配管26將二次混合步驟s23中獲得之二次混合物進行氣相輸送,藉此於第2輸送配管26內將二次混合物混合的混合步驟s2中之第2輸送混合階段。
於第2輸送配管26內,流通由與第2輸送配管26之一端部連接之第2壓縮機16所產生之壓縮空氣,經由二次混合物導出配管25被供給於第2輸送配管26之二次混合物係藉由第2壓縮機16所產生之壓縮空氣之流動,而向吸水性樹脂組合物料斗17排出並經輸送,且於該輸送時混合。由此種第2壓縮機16與第2輸送配管26而構成氣相輸送裝置。
由第2壓縮機16與第2輸送配管26所構成之氣相輸送裝置係與由上述第1壓縮機14與第1輸送配管24所構成之氣相輸送裝置同樣地構成,被供給於第2輸送配管26之二次混合物係一面以栓塞狀堵塞第2輸送配管26一面經輸送。
關於利用由第2壓縮機16與第2輸送配管26所構成之氣相輸送裝置實施的第2輸送混合步驟s24中之輸送混合處理的處理條件,係根據經氣相輸送之二次混合物之處理量或輸送距離等而適當設定。具體而言,氣相輸送時之空氣壓力(由第2壓縮機16所產生之壓縮空氣之壓力)較佳為設定為0.01~10MPa,更佳為設定為0.01~1MPa。
第2輸送配管26之總長較佳為設定為1~2000m,更佳為設定為10~300m。又,第2輸送配管26之內徑較佳為設定為10~400mm,更佳為設定為30~300mm。
關於第2輸送混合步驟s24中之輸送混合處理之處理量,較佳為設定為1000~30000kg/h,更佳為設定為1000~20000kg/h。又,關於第2輸送混合步驟s24中之輸送混合處理之處理時間,較佳為設定為0.01~30分鐘,更佳為設定為0.1~10分鐘。又,關於第2輸送混合步驟s24中之輸送混合處理之處理溫度,較佳為設定為10~100℃,更佳為設定為20~90℃。
第2輸送配管26之出口側(吸水性樹脂組合物料斗17側)端部之輸送風速(末端輸送風速)較佳為設定為0.1~30m/sec,更佳為設定為1~15m/sec。又,第2輸送配管26之出口側(吸水性樹脂組合物料斗17側)端部之固氣比(末端固氣比)較佳為設定為1~200kg-Solid/kg-Air,更佳為設定為5~100kg-Solid/kg-Air。
第2混合裝置15中獲得之二次混合物係經由第2輸送配管26而經氣相輸送,一面於第2輸送配管26內混合,一面被供給於吸水性樹脂組合物料斗17。
包括如上所述之初次混合步驟s21、第1輸送混合步驟s22、二次混合步驟s23、及第2輸送混合步驟s24之混合步驟s2中獲得之吸水性樹脂組合物被供給於回收步驟s3。
[回收步驟]
回收步驟s3係將混合步驟s2中獲得之吸水性樹脂組合物回收至作為回收槽發揮功能之吸水性樹脂組合物料斗17中之步驟。
上述第2輸送混合步驟s24中,於第2輸送配管26內經氣相輸送之吸水性樹脂組合物流入至吸水性樹脂組合物料斗17中。如此,流入至吸水性樹脂組合物料斗17中之吸水性樹脂組合物被收容至該吸水性樹脂組合物料斗17內。
再者,本實施形態之吸水性樹脂組合物之製造方法中,作為用以獲得於吸水性樹脂粒子中調配有特定濃度之添加劑粒子之吸水性樹 脂組合物之混合順序,可為以下所示之(a)~(d)之4種混合順序之任一種。
(a)於初次混合步驟s21中,將對應於吸水性樹脂組合物之目標製造量的成為原料之吸水性樹脂粒子及添加劑粒子之總量進行初次混合。繼而,於二次混合步驟s23中將初次混合步驟s21中獲得之初次混合物之總量(於初次混合步驟s21具有複數個混合階段之情形時,為各混合階段中獲得之初次混合物之總量)進行二次混合。
(b)於初次混合步驟s21中,將略少於吸水性樹脂組合物之目標製造量之吸水性樹脂粒子、及添加劑粒子進行初次混合。繼而,相對於初次混合步驟s21中獲得之初次混合物之總量,添加吸水性樹脂粒子之剩餘部分,於二次混合步驟s23中進行二次混合。
(c)於初次混合步驟s21中,將略少於吸水性樹脂組合物之目標製造量之添加劑粒子、及吸水性樹脂粒子進行初次混合。繼而,相對於初次混合步驟s21中獲得之初次混合物之總量,添加添加劑粒子之剩餘部分,於二次混合步驟s23中進行二次混合。
(d)於初次混合步驟s21中,將略少於吸水性樹脂組合物之目標製造量之吸水性樹脂粒子及添加劑粒子進行初次混合。繼而,相對於初次混合步驟s21中獲得之初次混合物之總量,添加吸水性樹脂粒子及添加劑粒子之剩餘部分,於二次混合步驟s23中進行二次混合。
本實施形態之吸水性樹脂組合物之製造方法中,因使用複數個混合裝置(第1混合裝置13及第2混合裝置15)將吸水性樹脂粒子與添加劑粒子以多階段進行混合,故可於不損傷吸水性樹脂粒子之表面的情況下,於短時間內獲得均勻地分散有添加劑粒子之吸水性樹脂組合物。因此,可獲得維持優異之吸水特性、而且充分發揮耐吸濕黏連性等添加劑粒子所具有之附加功能之吸水性樹脂組合物。
又,於吸水性樹脂組合物之生產量較多,且藉由經大型化之生 產設備進行吸水性樹脂粒子與添加劑粒子之混合之情形時,難以獲得均勻地分散有添加劑粒子之吸水性樹脂組合物。於本實施形態之吸水性樹脂組合物之製造方法中,因使用複數個混合裝置將吸水性樹脂粒子與添加劑粒子以多階段進行混合,故即便於藉由經大型化之生產設備將吸水性樹脂粒子與添加劑粒子混合之情形時,亦可於短時間內獲得均勻地分散有添加劑粒子之吸水性樹脂組合物。
[實施例]
以下,示出本發明之實施例對本發明加以具體說明,但本發明不受下述實施例之任何限定。
[吸水性樹脂粒子之製備]
首先,於石油系烴分散介質中,於分散穩定劑之存在下使用自由基聚合起始劑,藉由逆相懸浮聚合法將水溶性乙烯性不飽和單體進行2段之聚合反應,藉此製造吸水性樹脂。
具體而言,於第1段之聚合時,於聚合反應器內添加作為石油系烴分散介質之經保持於25℃之溫度之正庚烷、及作為分散穩定劑之聚甘油脂肪酸酯(商品名:Sunsoft Q-185S,太陽化學股份有限公司製造)之10質量%正庚烷溶液。
繼而,一面藉由攪拌部對聚合反應器內進行攪拌,一面將聚合反應器內之內容物加熱至90℃為止,使分散穩定劑溶解。繼而,將聚合反應器內之內容物冷卻至50℃為止。
另一方面,於另一容器中添加作為水溶性乙烯性不飽和單體之80質量%丙烯酸水溶液,一面冷卻一面滴加作為鹼性中和劑之30質量%氫氧化鈉水溶液,以中和度成為水溶性乙烯性不飽和單體之酸基之75莫耳%之方式進行中和。繼而,添加作為自由基聚合起始劑之過硫酸鉀、作為交聯劑之N,N'-亞甲基雙丙烯醯胺、及水並使其溶解,以水溶液之形式製備第1段之聚合用之單體。
將如上述般於另一容器中製備之經保持於10℃之溫度的第1段之聚合用之單體水溶液的總量添加至聚合反應器中,使聚合反應器之內容物成為30℃,利用氮氣將體系內充分地置換。
繼而,一面藉由攪拌部於聚合反應器內進行攪拌,一面將聚合反應器內之內容物加熱至55℃為止,開始聚合。聚合開始後,聚合反應器之內容物因聚合熱而升溫,自內容物達到80℃之時點起,於80℃下進行30分鐘聚合,其後將聚合反應器之內容物冷卻至13℃為止,獲得第1段之反應混合物。
另一方面,於另一容器中製備第2段之聚合用之單體水溶液。具體而言,於另一容器中添加作為水溶性乙烯性不飽和單體之80質量%丙烯酸水溶液,一面冷卻一面滴加作為鹼性中和劑之30質量%氫氧化鈉水溶液,以中和度成為水溶性乙烯性不飽和單體之酸基之75莫耳%之方式進行中和。繼而,添加作為自由基聚合起始劑之過硫酸鉀、作為交聯劑之N,N'-亞甲基雙丙烯醯胺、及水並使之溶解,製備第2段之聚合用之單體水溶液。
將如上述般於另一容器中製備之經保持於13℃之溫度的第2段之聚合用之單體水溶液的總量投入至收容有上述第1段之反應混合物之聚合反應器內,利用氮氣將體系內充分地取代。
繼而,一面藉由攪拌部對聚合反應器內進行攪拌,一面將聚合反應器內之內容物加熱至55℃為止,開始聚合。聚合開始後,聚合反應器之內容物因聚合熱而升溫,自內容物達到80℃之時點起,於80℃下進行30分鐘聚合,其後獲得第2段之反應混合物。
將該第2段之反應混合物轉移至濃縮器中,一面藉由攪拌部對濃縮器內進行攪拌,一面將濃縮器內之內容物加熱以使其成為90℃,藉由正庚烷與水之共沸蒸餾將正庚烷與水分離,正庚烷回到濃縮器內,且將水抽出至體系外。繼而,添加作為交聯劑之N,N'-亞甲基雙丙烯 醯胺,使濃縮器內之內容物於90℃下反應,獲得經表面交聯之反應混合物。
將該經表面交聯之反應混合物轉移至乾燥機中,進而進行加熱,藉此將水及正庚烷抽出至體系外,利用網眼850μm之篩對經乾燥之吸水性樹脂進行篩分,獲得吸水性樹脂粒子(A1)。
[吸水性樹脂組合物之製造] (實施例1) <初次混合步驟>
使用螺桿型之垂直軸旋轉型混合機(圓錐螺旋混合機)(Nauta mixer NX-150,Hosokawa Micron股份有限公司製造),將如上述般獲得之吸水性樹脂粒子(A1)、及作為添加劑粒子之非晶質二氧化矽(Sipernat 200,Degussa Japan股份有限公司製造,一次粒徑:數nm~數十nm)進行初次混合,獲得初次混合物。作為使用圓錐螺旋混合機之初次混合步驟中之混合處理之處理條件,如下述般進行設定。
.處理量:相對於吸水性樹脂粒子(A1)100質量份(10000kg),添加0.5質量份(50kg)之非晶質二氧化矽。
.處理時間:1.5min/t(合計15分鐘)
.處理溫度:20℃
<第1輸送混合步驟>
經由第1輸送配管將如上述般獲得之初次混合物進行氣相輸送,藉此於第1輸送配管內混合。作為第1輸送混合步驟中之輸送混合處理之處理條件,如下述般進行設定。
.氣相輸送時之壓力(空氣壓力):0.08MPa
.第1輸送配管之總長及內徑:總長50m,內徑150mm
.處理量:10000kg/h
.處理時間:0.3分鐘
.處理溫度:20℃
.第1輸送配管之末端輸送風速:3m/sec
.第1輸送配管之末端固氣比:60kg-Solid/kg-Air
<二次混合步驟>
使用再利用型之重力式筒倉攪拌機(SUS筒倉攪拌機,Nippon Aluminium Corporation製造),將第1輸送混合步驟中經輸送混合處理所得之初次混合物進行二次混合,獲得二次混合物。作為使用筒倉攪拌機之二次混合步驟中之混合處理之處理條件,如下述般進行設定。
.處理量:初次混合步驟中獲得之6次之初次混合物之總量(60000 kg)
.處理時間:6.0min/t(合計6小時)
.處理溫度:20℃
<第2輸送混合步驟>
經由第2輸送配管將如上述般獲得之二次混合物進行氣相輸送,藉此於第2輸送配管內進行混合,獲得實施例1之吸水性樹脂組合物。作為第2輸送混合步驟中之輸送混合處理之處理條件,如下述般進行設定。
.氣相輸送時之壓力(空氣壓力):0.2MPa
.第2輸送配管之總長及內徑:總長200m,內徑200mm
.處理量:20000kg/h
.處理時間:0.6分鐘
.處理溫度:20℃
.第2輸送配管之末端輸送風速:6m/sec
.第2輸送配管之末端固氣比:30kg-Solid/kg-Air
(實施例2)
如下述般設定二次混合步驟,除此以外,以與實施例1同樣之方 式獲得實施例2之吸水性樹脂組合物。
<二次混合步驟>
使用螺旋型之垂直軸旋轉型混合機(圓錐螺旋混合機)(Nauta mixer NX-250,Hosokawa Micron股份有限公司製造),將第1輸送混合步驟中經輸送混合處理所得之初次混合物進行二次混合,獲得二次混合物。作為使用圓錐螺旋混合機之二次混合步驟中之混合處理之處理條件,如下述般進行設定。
.處理量:初次混合步驟中獲得之2次之初次混合物之總量(20000kg)
.處理時間:6.0min/t(合計2小時)
.處理溫度:20℃
(實施例3)
於初次混合步驟中,將相對於吸水性樹脂粒子(A1)100質量份(10000kg)之非晶質二氧化矽(Sipernat 200,Degussa Japan股份有限公司製造)之添加量由0.5質量份變更為0.1質量份,除此以外,以與實施例1同樣之方式獲得實施例3之吸水性樹脂組合物。
(比較例1)
不實施二次混合步驟及第2輸送混合步驟。具體而言,首先使用螺旋型之垂直軸旋轉型混合機(圓錐螺旋混合機)(Nauta mixer NX-150,Hosokawa Micron股份有限公司製造),將吸水性樹脂粒子(A1)、及作為添加劑粒子之非晶質二氧化矽(Sipernat 200,Degussa Japan股份有限公司製造)進行混合,獲得混合物。作為使用圓錐螺旋混合機之混合處理之處理條件,如下述般進行設定。
.處理量:相對於吸水性樹脂粒子(A1)100質量份(10000kg),添加0.5質量份(50kg)之非晶質二氧化矽
.處理時間:7.5min/t(合計75分鐘)
.處理溫度:20℃
繼而,經由輸送配管將如上述般獲得之混合物進行氣相輸送,藉此於輸送配管內混合,獲得比較例1之吸水性樹脂組合物。作為輸送混合處理之處理條件,如下述般進行設定。
.氣相輸送時之壓力(空氣壓力):0.08MPa
.輸送配管之總長及內徑:總長50m,內徑150mm
.處理量:10000kg/h
.處理時間:0.3分鐘
.處理溫度:20℃
.輸送配管之末端輸送風速:3m/sec
.輸送配管之末端固氣比:60kg-Solid/kg-Air
(比較例2)
將相對於吸水性樹脂粒子(A1)100質量份(10000kg)之非晶質二氧化矽(Sipernat 200,Degussa Japan股份有限公司製造)之添加量由0.5質量份變更為0.1質量份,除此以外,以與比較例1同樣之方式獲得比較例2之吸水性樹脂組合物。
[評價結果]
對如上述般獲得之實施例1~3及比較例1、2之吸水性樹脂組合物評價吸濕黏連率、吸水能力、加壓下吸水能力。
<吸濕黏連率>
將通過20目篩之吸水性樹脂組合物10g均勻地加入至直徑5cm之鋁製之圓柱皿中,於溫度40±1℃、相對濕度80±5%之恆溫恆濕槽中靜置3小時。測定靜置3小時後之吸水性樹脂組合物之總重量a(g)後,利用12目之金屬篩輕拍5次進行篩分,測定因吸濕產生黏連而達到12目以上之樹脂粒子之重量b(g),藉由下述式(1)求出吸濕黏連率。
吸濕黏連率(%)=(b/a)×100 (1)
<吸水能力>
於500mL燒杯中添加0.9質量%鹽水500g,於其中添加吸水性樹脂組合物2.0g並進行60分鐘攪拌。預先測定網眼75μm之JIS標準篩之質量Wa(g),使用其將上述燒杯之內容物過濾,於以相對於水平而成為約30度之傾斜角之方式將篩傾斜之狀態下放置30分鐘,藉此將剩餘之水分過濾分離。然後,測定放入有吸水凝膠之篩之質量Wb(g),藉由下述式(2)求出吸水能力。
吸水能力(g/g)=(Wb-Wa)/2.0 (2)
<加壓下吸水能力>
吸水性樹脂組合物之加壓下吸水能力係使用圖5中示出概略之測定裝置3來測定。圖5所示之測定裝置3包含滴定管(burette)部31、導管32、測定台33、及設置於測定台33上之測定部34。滴定管部31中,於滴定管310之上部連結有橡膠栓,於下部連結有空氣導入管311及旋塞312,進而,空氣導入管311於前端具有旋塞313。於滴定管部31與測定台33之間安裝有導管32,導管32之內徑為6mm。於測定台33之中央部開有直徑2mm之孔,連結有導管32。測定部34具有圓筒部340(樹脂玻璃(Plexiglas)製)、與該圓筒部340之底部接著之尼龍網341、及鉛垂342。圓筒部340之內徑為20mm。尼龍網341之網眼為75μm(200目)。而且,於測定時,於尼龍網341上均勻地散佈吸水性樹脂組合物35。鉛垂342為直徑19mm、質量59.8g。該鉛垂342係置於吸水性樹脂組合物35上,可對吸水性樹脂組合物35施加2.07kPa之荷重。
繼而對測定順序進行說明。測定係於25℃之室內進行。首先關閉滴定管部31之旋塞312及旋塞313,自滴定管310上部添加經調節為25℃之0.9質量%鹽水,利用橡膠栓將滴定管310上部塞住後,打開滴定管部31之旋塞312、旋塞313。繼而,以自測定台33中心部之導管口 流出之0.9質量%鹽水之水面、與測定台33之上表面成為相同高度之方式,進行測定台33之高度之調整。
另外於圓筒部340之尼龍網341上均勻地散佈0.10g之吸水性樹脂組合物35,於該吸水性樹脂組合物35上放置鉛垂342,準備測定部34。繼而,將測定部34以其中心部與測定台33中心部之導管口一致之方式放置。
自吸水性樹脂組合物35開始吸水之時點起,讀取滴定管310內之0.9質量%鹽水之減少量(即,吸水性樹脂組合物35所吸收之0.9質量%鹽水量)Wc(ml)。自吸水開始起經過60分鐘後之吸水性樹脂組合物35之加壓下吸水能力係藉由下述式(3)求出。
加壓下吸水能力(ml/g)=Wc/0.10 (3)
將評價結果示於表1。
由表1明確可知,關於藉由將初次混合步驟中獲得之初次混合物進而於二次混合步驟中進行二次混合而獲得之實施例1~3之吸水性樹脂組合物,與比較例1、2之吸水性樹脂組合物相比較,將由吸水能力及加壓下吸水能力所表示之吸水特性維持於優異狀態,且將吸濕黏連 率維持於較低狀態,充分發揮作為添加劑粒子(非晶質二氧化矽)所具有之附加功能之耐吸濕黏連性。
本發明可於不偏離其精神或主要特徵之情況下,以其他各種形態實施。因此,上述實施形態於所有方面僅為例示,本發明之範圍係申請專利範圍所示者,不受說明書正文之任何約束。進而,屬於申請專利範圍之變化或變更均係本發明之範圍內者。
s21‧‧‧初次混合步驟
s22‧‧‧第1輸送混合步驟
s23‧‧‧二次混合步驟
s24‧‧‧第2輸送混合步驟

Claims (5)

  1. 一種吸水性樹脂組合物之製造方法,其係包含吸水性樹脂粒子與添加劑粒子之吸水性樹脂組合物之製造方法,且其特徵在於包括如下步驟:樹脂粒子製備步驟,其製備吸水性樹脂粒子;及混合步驟,其使用包含第1混合裝置及第2混合裝置之複數個混合裝置,將上述樹脂粒子製備步驟中製備之吸水性樹脂粒子與添加劑粒子以多階段進行混合,獲得吸水性樹脂組合物,上述混合步驟具有如下階段:初次混合階段,其使用上述第1混合裝置,將上述吸水性樹脂粒子與上述添加劑粒子進行初次混合;第1輸送混合階段,其經由配設於上述第1混合裝置與上述第2混合裝置之間之第1輸送配管,將上述初次混合階段中獲得之初次混合物自該第1混合裝置向該第2混合裝置進行氣相輸送,藉此於該第1輸送配管內將該初次混合物混合;二次混合階段,其使用上述第2混合裝置,將上述第1輸送混合階段中獲得之初次混合物進行二次混合,直至使上述添加劑粒子均勻地分散為止;及第2輸送混合階段,其經由用以自上述第2混合裝置排出之第2輸送配管,將上述二次混合階段中獲得之二次混合物自該第2混合裝置中排出並進行氣相輸送,藉此於該第2輸送配管內將該二次混合物混合。
  2. 如請求項1之吸水性樹脂組合物之製造方法,其中上述初次混合階段進而具有複數個混合階段。
  3. 如請求項1之吸水性樹脂組合物之製造方法,其中上述第1混合 裝置與上述第2混合裝置係混合方式互不相同之裝置。
  4. 如請求項1之吸水性樹脂組合物之製造方法,其中上述添加劑粒子係包含無機物質之粒子。
  5. 如請求項1之吸水性樹脂組合物之製造方法,其中上述初次混合階段中,1次初次混合處理中之吸水性樹脂粒子之處理量超過0且為40000kg以下。
TW103105152A 2013-03-27 2014-02-17 A method for producing a water-absorbent resin composition TWI598116B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013067028 2013-03-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201436825A TW201436825A (zh) 2014-10-01
TWI598116B true TWI598116B (zh) 2017-09-11

Family

ID=51623291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103105152A TWI598116B (zh) 2013-03-27 2014-02-17 A method for producing a water-absorbent resin composition

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9878304B2 (zh)
EP (1) EP2980128B1 (zh)
JP (1) JP6313280B2 (zh)
KR (1) KR102151467B1 (zh)
CN (1) CN105164186B (zh)
SG (1) SG11201508042PA (zh)
TW (1) TWI598116B (zh)
WO (1) WO2014156289A1 (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2754524B1 (de) 2013-01-15 2015-11-25 Corning Laser Technologies GmbH Verfahren und Vorrichtung zum laserbasierten Bearbeiten von flächigen Substraten, d.h. Wafer oder Glaselement, unter Verwendung einer Laserstrahlbrennlinie
EP2781296B1 (de) 2013-03-21 2020-10-21 Corning Laser Technologies GmbH Vorrichtung und verfahren zum ausschneiden von konturen aus flächigen substraten mittels laser
US9517963B2 (en) 2013-12-17 2016-12-13 Corning Incorporated Method for rapid laser drilling of holes in glass and products made therefrom
US11556039B2 (en) 2013-12-17 2023-01-17 Corning Incorporated Electrochromic coated glass articles and methods for laser processing the same
TWI730945B (zh) 2014-07-08 2021-06-21 美商康寧公司 用於雷射處理材料的方法與設備
CN107073642B (zh) 2014-07-14 2020-07-28 康宁股份有限公司 使用长度和直径可调的激光束焦线来加工透明材料的系统和方法
US11773004B2 (en) 2015-03-24 2023-10-03 Corning Incorporated Laser cutting and processing of display glass compositions
EP3319911B1 (en) 2015-07-10 2023-04-19 Corning Incorporated Methods of continuous fabrication of holes in flexible substrate sheets and products relating to the same
KR101956831B1 (ko) 2016-06-01 2019-03-11 주식회사 엘지화학 고흡수성 수지 및 이의 제조 방법
KR102078294B1 (ko) 2016-09-30 2020-02-17 코닝 인코포레이티드 비-축대칭 빔 스폿을 이용하여 투명 워크피스를 레이저 가공하기 위한 기기 및 방법
JP7066701B2 (ja) 2016-10-24 2022-05-13 コーニング インコーポレイテッド シート状ガラス基体のレーザに基づく加工のための基体処理ステーション
EP3603786B1 (en) * 2017-03-23 2023-03-22 Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. Method for producing particle mixture
US20220314194A1 (en) * 2019-07-05 2022-10-06 Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. Particulate water-absorbent resin composition
JPWO2021039715A1 (zh) * 2019-08-26 2021-03-04
WO2022124137A1 (ja) * 2020-12-09 2022-06-16 住友精化株式会社 樹脂粒子組成物

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3661815A (en) 1970-05-18 1972-05-09 Grain Processing Corp Water-absorbing alkali metal carboxylate salts of starch-polyacrylonitrile graft copolymers
US3759631A (en) 1972-07-05 1973-09-18 United Aircraft Corp Compound bearing for connecting a helicopter blade to a helicopter rotor
JPS51125468A (en) 1975-03-27 1976-11-01 Sanyo Chem Ind Ltd Method of preparing resins of high water absorbency
JPS5214689A (en) 1975-07-24 1977-02-03 Sumitomo Chem Co Ltd Process for preparing a macromolecular material excellent in water abs orption properties
JPS5721405A (en) 1980-07-14 1982-02-04 Kao Corp Production of bead polymer from water-soluble ethylenically unsaturated monomer
JPS57158209A (en) 1981-03-25 1982-09-30 Kao Corp Production of bead-form highly water-absorbing polymer
JPH066612B2 (ja) 1986-01-25 1994-01-26 住友精化株式会社 吸水性樹脂の製造法
JP2530856B2 (ja) 1987-06-26 1996-09-04 ライオン株式会社 高分子吸収剤組成物
AU637470B2 (en) 1990-04-02 1993-05-27 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co. Ltd. Method for production of fluid stable aggregate
US5140076A (en) 1990-04-02 1992-08-18 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd. Method of treating the surface of an absorbent resin
US5164459A (en) 1990-04-02 1992-11-17 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd. Method for treating the surface of an absorbent resin
EP0480031B1 (en) 1990-04-27 1995-09-20 Nippon Shokubai Co., Ltd. Method and apparatus for continuous granulation of high water absorbing resin powder
EP0629411B1 (en) 1993-06-18 2001-10-31 SANYO CHEMICAL INDUSTRIES, Ltd. Absorbent composition and disposable diaper containing the same
EP0744435B2 (en) 1994-12-08 2011-03-23 Nippon Shokubai Co., Ltd. Water-absorbent resin, process for production thereof, and water-absorbent resin composition
JP3044367B2 (ja) 1995-11-13 2000-05-22 三洋化成工業株式会社 抗菌性吸水剤組成物およびその製法
JP3847371B2 (ja) 1996-03-06 2006-11-22 株式会社日本触媒 吸水性樹脂組成物およびその製造方法ならびにそれを用いた衛生用品
JP3153135B2 (ja) 1996-10-15 2001-04-03 三洋化成工業株式会社 抗菌性吸水剤組成物およびその製造法
CN1182878C (zh) 1997-04-29 2005-01-05 陶氏环球技术公司 超吸水性聚合物组合物及其制备方法
JP4047443B2 (ja) 1998-04-03 2008-02-13 株式会社日本触媒 吸水性樹脂組成物およびその製造方法
US6124391A (en) 1998-08-18 2000-09-26 Stockhausen Gmbh & Co. Kg Superabsorbent polymers having anti-caking characteristics
JP3494401B2 (ja) 1998-09-22 2004-02-09 株式会社日本触媒 吸水剤及び吸収性物品
FR2802210B1 (fr) 1999-12-13 2002-02-01 Atofina Procede d'additivation minimisant le segregation des additifs et leur migration
US6727345B2 (en) * 2001-07-03 2004-04-27 Nippon Shokubai Co., Ltd. Continuous production process for water-absorbent resin powder and powder surface detector used therefor
JP4157333B2 (ja) * 2001-07-03 2008-10-01 株式会社日本触媒 表面改質された吸水性樹脂粉末の連続製造方法
JP2003176421A (ja) 2001-12-12 2003-06-24 San-Dia Polymer Ltd 吸収剤、これを用いてなる吸収体及び吸収性物品
DE10249822A1 (de) * 2002-10-25 2004-05-13 Stockhausen Gmbh & Co. Kg Zweistufiges Mischverfahren zur Herstellung eines absorbierenden Polymers
WO2004069293A1 (en) 2003-02-10 2004-08-19 Nippon Shokubai Co., Ltd. Water-absorbent resin composition and its production process
WO2004069936A1 (en) 2003-02-10 2004-08-19 Nippon Shokubai Co., Ltd. Particulate water absorbent containing water absorbent resin as a main component
AR045105A1 (es) 2003-07-25 2005-10-19 Nippon Catalytic Chem Ind Composicion de resina absorbente de agua, y metodo para producirla, y material absorbente y producto absorbente que utiliza la misma.
JP4640923B2 (ja) * 2003-09-05 2011-03-02 株式会社日本触媒 粒子状吸水性樹脂組成物の製造方法
JP5006675B2 (ja) * 2006-03-27 2012-08-22 株式会社日本触媒 吸水性樹脂組成物およびその製造方法
TWI410447B (zh) * 2006-03-27 2013-10-01 Nippon Catalytic Chem Ind 吸水性樹脂組合物
EP2135669B1 (en) 2007-03-29 2019-10-30 Nippon Shokubai Co., Ltd. Particulate water absorbent and process for producing the same
DE102007024080A1 (de) * 2007-05-22 2008-11-27 Evonik Stockhausen Gmbh Verfahren zum schonenden Mischen und Beschichten von Superabsorbern
US8371475B2 (en) 2007-09-12 2013-02-12 Basf Se Process for metering superabsorbents
JP5290413B2 (ja) * 2008-07-15 2013-09-18 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア 吸水性ポリマー粒子の製造方法
JP5722921B2 (ja) 2011-01-28 2015-05-27 株式会社日本触媒 ポリアクリル酸(塩)系吸水性樹脂粉末の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014156289A1 (ja) 2014-10-02
US9878304B2 (en) 2018-01-30
JP6313280B2 (ja) 2018-04-18
EP2980128A4 (en) 2016-12-07
SG11201508042PA (en) 2015-10-29
CN105164186B (zh) 2017-08-08
KR20150135325A (ko) 2015-12-02
EP2980128A1 (en) 2016-02-03
TW201436825A (zh) 2014-10-01
US20160051966A1 (en) 2016-02-25
JPWO2014156289A1 (ja) 2017-02-16
EP2980128B1 (en) 2018-04-18
KR102151467B1 (ko) 2020-09-03
CN105164186A (zh) 2015-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI598116B (zh) A method for producing a water-absorbent resin composition
JP5871803B2 (ja) 表面後架橋された吸水性ポリマー粒子の後給湿方法
US10307506B2 (en) Process for producing water-absorbing resin
JP5383647B2 (ja) 吸水性ポリマー粒子を被覆する方法
JP5805639B2 (ja) 吸水性樹脂の製造方法
WO2012014749A1 (ja) 吸水性樹脂の製造方法
JP5916725B2 (ja) 吸水性樹脂の製造方法
JP5730194B2 (ja) 吸水性ポリマー粒子の製造方法
JP5850841B2 (ja) 表面後架橋された吸水性ポリマー粒子の後給湿方法
CN102844358B (zh) 制备吸水性聚合物颗粒的方法
JP5611191B2 (ja) 吸水性ポリマー粒子の製造方法
JP6738979B2 (ja) 吸水性樹脂製造装置
JP6113084B2 (ja) 改善された浸透性を有する吸水性ポリマー粒子を製造する方法
JP5777620B2 (ja) 吸水性樹脂の製造方法
CN104583241A (zh) 制备吸水性聚合物颗粒的方法
JP7342035B2 (ja) 超吸収体粒子を空気輸送する方法
CN112996592A (zh) 制备超吸收剂的方法
TWI826359B (zh) 超吸收性聚合物顆粒的填充方法
JP7497826B2 (ja) 超吸収体を製造する方法