JP2001131210A

JP2001131210A - 吸水性重合体の製造方法、及び該重合体の製造装置

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Publication number: JP2001131210A
Application number: JP31291199A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Kajikawa; 勝弘梶川; Takumi Hatsuda; 卓己初田; Koji Miyake; 浩司三宅
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1999-11-02
Filing date: 1999-11-02
Publication date: 2001-05-15
Anticipated expiration: 2019-11-02
Also published as: JP4454735B2

Abstract

(57)【要約】【課題】残存する気泡の量が少なく、優れた取扱い性
と良好な諸物性とを有する吸水性重合体を製造する方
法、及び該重合体の製造装置を提供する。【解決手段】本発明にかかる吸水性重合体の製造装置
は、原料としての単量体を含んでなる溶液に対し不活性
ガスを供給するエジェクタ１２と、上記単量体の重合反
応を連続式で行う重合機１８とが設けられた吸水性重合
体の製造装置であって、上記エジェクタ１２と重合機１
８との間に、上記溶液に対して供給された不活性ガスを
除去するサイクロン室を兼ねた混合塔１５が設けられて
いる。上記溶液は、エジェクタ１２より供給される不活
性ガスにより溶存酸素が除去され、続いて、混合塔１５
において該不活性ガスが除去された後に重合機１８に供
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、不活性ガスを用い
て親水性単量体を含んでなる溶液から酸素を除去したの
ちに、該溶液を重合反応に供する吸水性重合体（吸水性
樹脂、または親水性重合体と同義）の製造方法、及び該
重合体の製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】吸水性重合体は、例えば、生理用品、紙
おむつ等の衛生用品の吸収材；ドリップ吸収剤；土壌保
水剤；等の広い用途に応用されている。これら吸水性重
合体は、原料としての親水性単量体（以下、単に単量体
と称する）をバッチ式、または、連続式で重合すること
により製造される。上記単量体が、それを含んでなる溶
液（以下、モノマー溶液と称する）として重合反応に供
される場合、モノマー溶液に対し窒素ガス等の不活性ガ
スを供給し、該モノマー溶液に含まれる酸素を除去する
ことが通常行われる。

【０００３】これは、上記モノマー溶液中に含まれる酸
素（主に溶存酸素）が重合反応に与える影響を低減する
ことを目的としたものであり、上記のようにモノマー溶
液中に含まれる酸素を除去した後に重合反応に供するこ
とで、酸素による重合反応の阻害が低減され、良好な物
性を有する吸水性重合体を生産性良く製造することが可
能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、モノマー溶
液に対し窒素ガス等の不活性ガスを供給して、重合反応
に供する前に、該モノマー溶液から酸素を除去する方法
によれば、内部に気泡が分散した含水ゲル（吸水性重合
体の一形態）が製造される。これは、モノマー溶液中に
不活性ガスが多量に含まれた状態で重合反応がおき、そ
の気泡が分散するためであると考えられる。この、不活
性ガス等の気泡が分散した含水ゲルは、以下に示す問題
を有する。

【０００５】例えば、上記含水ゲルの一加工形態として
の吸水性粒子（吸水性重合体の一形態）を製造すべく上
記の含水ゲルを乾燥した後に粉砕処理すると、該吸水性
粒子に加えて、微粉や鱗片状の断片が副産物として多量
に発生する虞がある。これは、不活性ガス等の気泡に由
来する空隙の周辺部が粉砕されるためである。

【０００６】これらの微粉や鱗片状の断片は、その体積
の割に表面積が大きいため、吸水性粒子と比較して液体
の吸収速度が速い。そのため、例えば、表面処理剤を一
様に混合した場合、上記の微粉や鱗片状の断片が、表面
処理剤を迅速に吸収してしまい、吸水性粒子の表面に該
表面処理剤を均一に施すことが困難となる虞がある。ま
た、表面処理剤を吸収した上記の微粉や鱗片状の断片同
士が凝集して塊状となり、表面処理剤を混合した後の加
熱処理が良好には行えなくなる虞がある。

【０００７】また、粉砕処理の結果、上記の吸水性粒子
の表面には不活性ガスの気泡に由来する凹凸が露出す
る。表面に露出したこの凹凸は削られやすく、粉砕処理
以外の工程においても微粉が発生する原因や、上記吸水
性粒子の諸物性が低下する原因となりうる。より具体的
には、例えば、吸水性粒子の製造工程（搬送工程等も含
む）や、該吸水性粒子（または、含水ゲル）をおむつ等
に用いられる吸水材に加工する工程等において、１）プ
ロセスダメージを受けてその表面が削られて微粉が発生
したり、表面処理剤が施された表面処理層が壊れる等の
問題が発生する。また、これにより、２）加圧下吸収倍
率；膨潤ゲル（吸水した吸水性粒子）の通液性；等の諸
物性が低下する等の問題が発生する虞がある。さらに、
粉砕工程、または、それ以外の工程において発生した上
記微粉が、作業性を低下させることも考えられる。こう
した問題の発生を抑止することは、例えば、駆動するベ
ルト上面にモノマー溶液を供給し、該ベルト上で単量体
を連続式で重合する場合に、特に重要となる。

【０００８】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、従来のものと比較し
て残存する気泡（不活性ガス等）の量が少なく、優れた
取扱い性と良好な諸物性とを有する吸水性重合体を製造
する方法、及び該重合体の製造装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる吸水性重
合体の製造方法は、上記の課題を解決するために、親水
性単量体を含んでなる溶液を用いて、該親水性単量体を
連続式で重合する吸水性重合体の製造方法であって、上
記溶液を重合反応に供する前に、該溶液に不活性ガスを
連続供給する工程と、上記溶液に供給された不活性ガス
を除去する工程とを含んでなることを特徴としている。

【００１０】本発明にかかる吸水性重合体の製造方法は
また、上記の課題を解決するために、上記不活性ガスを
除去する工程が、上記溶液を重合反応に供する前に行わ
れることを特徴としている。

【００１１】本発明にかかる吸水性重合体の製造方法は
さらに、上記の課題を解決するために、親水性単量体を
含んでなる溶液を用いて、該親水性単量体を重合する吸
水性重合体の製造方法であって、上記溶液を重合反応に
供する前に、該溶液に不活性ガスを供給する工程と、上
記溶液に超音波を照射することにより、該溶液に供給さ
れた不活性ガスを除去する工程とを含んでなることを特
徴としている。

【００１２】本発明にかかる吸水性重合体の製造方法は
また、上記の課題を解決するために、上記超音波の周波
数が２５ｋＨｚ以上であることを特徴としている。

【００１３】本発明にかかる吸水性重合体の製造方法は
さらに、上記の課題を解決するために、親水性単量体を
含んでなる溶液を用いて、該親水性単量体を重合する吸
水性重合体の製造方法であって、上記溶液を重合反応に
供する前に、該溶液に不活性ガスを供給する工程と、上
記溶液の旋回流を形成することにより、該溶液に供給さ
れた不活性ガスを除去する工程とを含んでなることを特
徴としている。

【００１４】本発明にかかる吸水性重合体の製造方法は
さらに、上記の課題を解決するために、上記溶液の旋回
流に対し、重合反応の開始剤が投入される工程をさらに
含んでなることを特徴としている。

【００１５】本発明にかかる吸水性重合体の製造方法は
さらに、上記の課題を解決するために、吸水性重合体の
一形態として得られる含水ゲルにおける光の透過率が１
０％以上となるように、上記溶液に供給された不活性ガ
スが除去されることを特徴としている。

【００１６】本発明にかかる吸水性重合体の製造装置
は、上記の課題を解決するために、親水性単量体を含ん
でなる溶液に対し不活性ガスを連続供給するガス供給手
段と、該親水性単量体を連続式で重合する重合部とが設
けられた吸水性重合体の製造装置であって、上記溶液に
対し供給された不活性ガスを除去するガス除去手段がさ
らに設けられていることを特徴としている。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について説
明すれば、以下の通りである。尚、これによって、本発
明が限定されるものではない。

【００１８】〔吸水性重合体の製造方法〕本発明にかか
る吸水性重合体の製造方法は、親水性単量体を含んでな
る溶液を用いて、該親水性単量体を連続式で重合する吸
水性重合体の製造方法であって、上記溶液を重合反応に
供する前、換言すれば、該親水性単量体の重合反応が開
始される前に、該溶液に不活性ガスを連続供給する工程
と、上記溶液に供給された不活性ガスを除去する工程と
を含んでなる方法である。

【００１９】また、本発明にかかる吸水性重合体の製造
方法は、親水性単量体を含んでなる溶液を用いて、該親
水性単量体を重合する吸水性重合体の製造方法であっ
て、１）上記溶液を重合反応に供する前に、該溶液に不
活性ガスを供給する工程と、２）上記溶液に超音波を照
射すること、および／または、上記溶液の旋回流を形成
することにより、該溶液に供給された不活性ガスを除去
する工程とを含んでなる方法である。尚、吸水性重合体
とは、特に断りのない限り、以下に説明する「親水性単
量体」を重合して製造される含水ゲル、該含水ゲルに粉
砕処理および／または乾燥処理等を施して得られる粒状
ゲル、吸水性微細粒子等の総称である。

【００２０】本発明において「親水性単量体」とは、吸
水性重合体の原料として使用可能な単量体であれば特に
限定されるものではない。具体的には、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、等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、等
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
の四級塩等のカチオン性不飽和単量体；等を挙げること
ができる。上記例示の単量体の中でも、アクリル酸、お
よび、その塩（より具体的には、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ等のア
ルカリ金属塩、アンモニウム塩等）が主原料として好適
に使用される。これらの親水性単量体は、単独で重合反
応に使用してもよく、２種類以上のものを混合して使用
してもよい。尚、以下、親水性単量体のことを単に単量
体と称する。

【００２１】上記単量体としてアクリル酸とそのアルカ
リ金属塩（またはアンモニウム塩）とを使用する場合、
最終的に製造される吸水性重合体における中和率（すな
わち、アクリル酸のアルカリ金属塩（またはアンモニウ
ム塩）のモル数／全単量体のモル数×１００（％））は
特に限定されるものではないが、０％〜９０％の範囲内
であることが好ましく、０％〜８０％の範囲内であるこ
とがより好ましい。尚、上記の吸水性重合体における中
和率は、重合反応に供する単量体としてのアクリル酸と
そのアルカリ金属塩（またはアンモニウム塩）との混合
割合により調整する他に、重合反応後に調整することも
可能である。具体的には、例えば、中和率０％〜５０％
の単量体を使用する場合、重合反応により得られた吸水
性重合体（含水ゲル）をアルカリ金属（またはアンモニ
ウム）の炭酸塩や水酸化物により処理して、該吸水性重
合体における中和率を、例えば、５５％〜８０％とする
ことができる。

【００２２】上記単量体は、該単量体を含んでなる溶液
（以下、モノマー溶液と称する）として重合反応に供さ
れる。モノマー溶液としては、モノマー水溶液がより好
ましい。該モノマー水溶液の濃度は特に限定されるもの
ではないが、２０重量％（質量百分率）〜５０重量％で
あることが好ましく、３０重量％〜４５重量％であるこ
とがより好ましい。上記の濃度が２０重量％以上であれ
ば、得られる吸水性重合体の強度を確実に実用可能な値
とすることができる。また、５０重量％以下であれば重
合反応により発生する反応熱の除去が容易であり、重合
反応を確実にコントロールすることができる。

【００２３】上記モノマー溶液に対し、重合反応に供す
る前に不活性ガスが供給されて、該モノマー溶液中に含
まれる溶存酸素が除去される。これは、溶存酸素が重合
反応に与える影響を低減することを目的としたものであ
る。モノマー溶液に供給される不活性ガスは上記説明の
単量体と反応性がないものであれば特に限定されるもの
ではなく、具体的には、例えば、窒素、アルゴン、ヘリ
ウム、また、場合によっては炭酸ガス、等が好適に使用
される。

【００２４】また、モノマー溶液に不活性ガスを供給す
る方法も特に限定されるものではなく、具体的には、例
えば、１）エジェクタ、またはアスピレータによりノズ
ルから不活性ガス（またはモノマー溶液）を噴射し、モ
ノマー溶液（または不活性ガス）の流れの中に不活性ガ
スを連続的に吹き込む（連続供給する）方法、２）モノ
マータンク内に貯蔵されたモノマー溶液に不活性ガスの
導入管を入れ、不活性ガスを導入する方法、等を挙げる
ことができる。上記例示の方法は、単独で使用してもよ
く、組み合わせて使用してもよい。モノマー溶液の溶存
酸素除去の程度は特に限定されるものではないが、モノ
マー溶液中の溶存酸素量を、２ｍｇ／ｌ以下とすること
がより好ましく、１ｍｇ／ｌとすることがさらに好まし
い。

【００２５】上記説明の方法で不活性ガスが供給された
モノマー溶液は、溶存酸素に代えて不活性ガスを含んで
いる。以下、上記モノマー溶液中に含まれる不活性ガス
を除去する工程について説明を行う。

【００２６】上記不活性ガスを除去する工程とは、上記
モノマー溶液中に気泡として存在する不活性ガスを脱泡
する、または、溶存する不活性ガスを取り除く工程のこ
とである。該工程における不活性ガスの除去の程度は、
モノマー溶液を自然状態で放置した場合と比較して積極
的に不活性ガスの除去が行われる限りにおいて特に限定
されるものではない。また、不活性ガスを除去する該工
程においては、除去しきれずに残っている溶存酸素等も
あわせて除去できるという効果も奏する。

【００２７】尚、モノマー溶液中に含まれる不活性ガス
の量は直接的に測定してもよいが、例えば、以下の実施
例において説明するように、最終的に得られる吸水性重
合体（含水ゲル）の光の透過率を測定することで間接的
に測定することもできる。光の透過率を基準とする場
合、該透過率が１０％以上となることが好ましく、２０
％以上となることがより好ましく、５０％以上となるこ
とがさらに好ましい。

【００２８】モノマー溶液からの不活性ガスの除去は、
より具体的には、１）上記モノマー溶液に超音波を照射
する方法、２）上記モノマー溶液の旋回流を形成する方
法、３）上記モノマー溶液を減圧環境下におく方法、
４）上記モノマー溶液を、重合反応がおこらない程度に
加熱する方法、５）上記モノマー溶液に消泡剤を添加す
る方法、等より選択される少なくとも一つの方法、場合
によっては、これらの方法の組合せにより行われる。

【００２９】上記１）の方法は、より具体的には、超音
波発生装置（ガス除去手段）等を用いて上記モノマー溶
液に超音波を照射する方法である。該超音波の周波数は
２０ｋＨｚ以上であれば特に限定されるものではない
が、２５ｋＨｚ〜６０ｋＨｚの範囲内であることがより
好ましい。上記周波数を２５ｋＨｚ以上とすることによ
り、モノマー溶液中に気泡として存在する不活性ガスが
微分散することを防止できる。これにより、最終的に得
られる吸水性重合体中に、微分散した気泡が残存するこ
とを防止することができる。尚、周波数が２０ｋＨｚ未
満の音波を使用すると気泡が微分散することは公知であ
る。また、上記周波数の上限は特に制限されるものでは
ないが、一般に６０ｋＨｚまでの超音波が工業的に使用
可能である。

【００３０】モノマー溶液への超音波の照射は、Ａ）該
モノマー溶液が流動されていない場合、具体的には、例
えば、該モノマー溶液が容器内に貯蔵されている場合；
超音波の照射に際し、超音波照射槽内に一旦導入される
場合；等、または、Ｂ）該モノマー溶液が流動されてい
る場合、具体的には、例えば、該モノマー溶液が重合反
応へ連続的に供給される場合；等のいずれかの場合に限
定されることなく行うことができる。

【００３１】上記Ａ）の場合における超音波の照射時間
は特に限定されるものではないが、１秒以上１０分以下
の範囲内であることが好ましく、２秒以上５分以下の範
囲内であることがより好ましく、１分以上３分以下の範
囲内であることがさらに好ましい。上記照射時間を１秒
以上とすることにより、モノマー溶液中に含まれる不活
性ガスの気泡を、好適に除去することが可能となる。ま
た、上記照射時間を１０分以下とすることにより、超音
波の照射によるエネルギーでモノマー溶液の温度が上昇
し、重合反応が誘導される虞をなくすことができる。

【００３２】上記Ｂ）の場合における超音波の照射時間
は、上記Ａ）の説明における例示と同様であってよい
が、超音波の照射時間を確保するため、場合によって
は、モノマー溶液の流動速度を緩やかにする；モノマー
溶液の流動方向に沿って複数の超音波発生装置を設け
る；等の対策をとることが望ましい。

【００３３】上記モノマー溶液への超音波の照射のタイ
ミングは、該モノマー溶液（または、モノマー溶液を含
む重合反応開始後の反応系）より不活性ガスを除去する
ことができる限りにおいて特に限定されるものではな
い。該タイミングとしては、モノマー溶液に不活性ガス
が供給された直後から重合反応が開始されるまで（重合
反応の開始剤を使用する場合には、該開始剤（以下に述
べるレドックス系開始剤の場合は、酸化性開始剤と還元
剤とが混合されたものを指す）がモノマー溶液に混合さ
れるまで）の間における任意のタイミングがより好適で
あり、重合反応が開始される直前のタイミングがさらに
好適である。

【００３４】また、上記２）の方法は、より具体的に
は、上記モノマー溶液を、例えば、図２に示すサイクロ
ン室（ガス除去手段）等に導入し、該モノマー溶液の旋
回流を形成する方法である。この方法によれば、サイク
ロン室等の内に螺旋状に示されたライン１５ｂに沿って
該モノマー溶液が流れることで旋回流が形成され、該旋
回流の形成による遠心力により不活性ガスの気泡をモノ
マー溶液から分離することができる。加えて、モノマー
溶液がライン１５ｂ上で薄膜状となることで、該気泡の
脱泡が促進される。尚、モノマー溶液の旋回流を形成で
きる構成を有するものであれば、上記例示のサイクロン
室以外のガス除去手段を、上記２）の方法の実行のため
に使用することもできる。

【００３５】上記モノマー溶液の旋回流を形成するタイ
ミングは、該モノマー溶液（または、モノマー溶液を含
む重合反応開始後の反応系）より不活性ガスを除去する
ことができる限りにおいて特に限定されるものではな
い。該タイミングとしては、モノマー溶液に不活性ガス
が供給された直後から重合反応が開始されるまでの間に
おける任意のタイミングがより好適であるが、例えば、
上記サイクロン室がモノマー溶液と重合反応の開始剤と
を混合する混合塔を兼ねている場合等には、重合反応の
初期段階において上記旋回流の形成が行われる場合もあ
る。

【００３６】また、上記３）の方法は、例えば、密閉系
またはそれに準じた系（以下、密閉系等と称する）内に
導入された上記モノマー溶液を、減圧環境下におく方法
である。上記の密閉系等としては、通常、吸水性重合体
の製造装置の一部をそのまま利用することができるが、
必要に応じて、不活性ガスの気泡を除去する工程を行う
ために別途取り付けられるものを利用することもでき
る。上記の減圧環境とは、例えば、密閉系等においてモ
ノマー溶液と接する気体の気圧が大気圧以下である環境
のことを指す。該気圧は、０．１ｋＰａ〜５０ｋＰａの
範囲内であることが好ましく、０．５ｋＰａ〜１０ｋＰ
ａの範囲内であることがより好ましい。このような減圧
環境は、具体的には、例えば、真空ポンプ等を用いて密
閉系等内部の気体を系外に排出する方法や、密閉系等内
部の気体を冷却する方法、等を用いて形成されるが、減
圧環境の形成方法は特に限定されるものではない。

【００３７】不活性ガスを含んでなる上記モノマー溶液
が上記の減圧環境下におかれると、モノマー溶液中に溶
存または気泡として存在する不活性ガスが、該モノマー
溶液より除去され、密閉系等内部の空間に放出される。
これは、減圧環境を形成する際の上記密閉系等における
気圧のロスを補償するべく平衡移動がおこるためであ
る。

【００３８】尚、密閉系等内部の気体を冷却する場合、
該気体と接するモノマー溶液も冷却される虞がある。そ
して、モノマー溶液の冷却の程度によっては、該モノマ
ー溶液における不活性ガスの溶解度が高まる虞がある。
したがって、上記例示の減圧環境の形成方法の中では、
真空ポンプ等を用いて密閉系等内部の気体を系外に排出
する方法が通常より好ましい。

【００３９】上記モノマー溶液を減圧環境下におくタイ
ミングは、該モノマー溶液（または、モノマー溶液を含
む重合反応開始後の反応系）より不活性ガスを除去する
ことができる限りにおいて特に限定されるものではな
い。該タイミングとしては、モノマー溶液に不活性ガス
が供給された直後から重合反応が開始されるまでの間に
おける、任意のタイミングがより好適であり、重合反応
が開始される直前のタイミングがさらに好適である。

【００４０】また、上記４）の方法は、上記モノマー溶
液を、重合反応がおこらない程度に加熱する方法であ
る。不活性ガスを含んでなるモノマー溶液が上記のよう
に加熱されると、モノマー溶液中に溶存または気泡とし
て存在する不活性ガスが該モノマー溶液より除去され、
密閉系等内部の空間に放出される。これは、加熱により
モノマー溶液における不活性ガスの溶解度が低下するた
めである。

【００４１】上記モノマー溶液の加熱は、モノマー溶液
に不活性ガスが供給された直後から重合反応が開始され
るまでの間における、任意のタイミングで行うことがで
きるが、重合反応が開始される直前に行うことがより好
ましい。

【００４２】尚、モノマー溶液を加熱すると、例えば密
閉系等の内部の気体が間接的に加熱され、その気圧が上
昇する。この場合には、上記気体がモノマー溶液に溶解
する可能性があるが、重合反応がおこらない程度の加熱
であれば通常この問題は無視することができる。

【００４３】また、上記５）の方法は、より具体的に
は、上記モノマー溶液に、例えば、界面活性剤、等の消
泡剤を添加し、不活性ガスの気泡を消去する方法であ
る。

【００４４】本発明において単量体の重合反応は通常、
モノマー溶液を連続的に供給しながら（連続式で）行わ
れる。また、静置重合であることがより好ましい。すな
わち、上記の重合反応は連続静置重合であることが特に
好ましい。尚、不活性ガスを除去する工程が、モノマー
溶液に超音波を照射する方法、および／または、該モノ
マー溶液の旋回流を形成する方法により行われる場合、
上記の重合反応は、一定量のモノマー溶液毎に（バッチ
式で）行われてもよい。また、重合反応に供される直前
のモノマー溶液は、上記説明のように不活性ガスが除去
されている場合と、除去されていない場合とがある。

【００４５】上記の連続静置重合は、例えば、搬送ベル
ト（エンドレスタイプのものがより好ましい）やドラム
ドライヤー等の搬送手段を使用し、該搬送手段（の上
面）にモノマー溶液を連続的に供給しながら行われる。
上記搬送手段に供給されるモノマー溶液の液厚は特に限
定されるものではないが、１ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内で
あることが好ましく、１０ｍｍ〜４０ｍｍの範囲内であ
ることがより好ましく、２０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内で
あることがさらに好ましい。上記液厚が１ｍｍ以上であ
れば、吸水性重合体の生産を工業的な水準で行うことが
できる。また、上記液厚が５０ｍｍ以下であれば重合反
応により発生する反応熱の除去が容易であり、重合反応
中の突沸、得られる吸水性重合体中に含まれる可溶分の
増加、該吸水性重合体の強度の低下を防止することがで
きる。

【００４６】上記重合反応を開始させるにあたり、通
常、重合反応の開始剤（重合開始剤）が使用される。上
記重合開始剤としては、例えば、酸化性開始剤および還
元剤を組み合わせてなるレドックス系開始剤；熱分解型
開始剤；光重合開始剤；等を挙げることができるが特に
これらに限定されるものではない。これらの重合開始剤
を使用することにより、例えば、ラジカル熱重合、ラジ
カル光重合等の単量体の重合反応が開始される。尚、上
記重合開始剤は、単独で使用してもよく、複数種を組み
合わせて使用してもよい。また、これらの重合開始剤
は、例えば、水溶液等の溶液のかたちで使用してもよ
い。

【００４７】上記例示の重合開始剤の中では、レドック
ス系開始剤がより好ましい。該レドックス系開始剤に含
まれる酸化性開始剤は特に限定されるものではないが、
例えば、過硫酸塩、過酸化水素、ベンゾイルパーオキサ
イド、等を挙げることができる。また、該レドックス系
開始剤に含まれる還元剤は特に限定されるものではない
が、例えば、Ｌ−アスコルビン酸（塩）、イソアスコル
ビン酸（塩）、亜硫酸塩（その水素塩を含む）、チオ硫
酸塩、アミン、鉄（II) イオン、モール塩、等を挙げる
ことができる。上記の酸化性開始剤（または、還元剤）
は一つのものを使用してもよく、複数を組み合わせて使
用してもよい。上記酸化性開始剤と還元剤との組合せと
して、具体的には、過硫酸ナトリウム（ＮａＰｓ）等の
過硫酸塩とＬ−アスコルビン酸（塩）との組合せ；過硫
酸塩、過酸化水素、Ｌ−アスコルビン酸（塩）の組合
せ；等が好適である。

【００４８】酸化性開始剤の使用量は特に限定されるも
のではないが、単量体１ｍｏｌに対し、０．０００１ｇ
〜１ｇの範囲内であることが好ましく、０．００１ｇ〜
０．５ｇの範囲内であることがより好ましい。酸化性開
始剤の使用量を単量体１ｍｏｌに対し０．０００１ｇ以
上とすることにより、重合反応を確実に開始させること
ができ、未反応のまま残存する単量体の量を低減するこ
とができる。また、該使用量を、単量体１ｍｏｌに対し
１ｇ以下とすることにより、重合反応が急激に進行して
その反応熱（重合熱）の除去が困難となることを確実に
防止することができる。加えて、得られる吸水性重合体
中に含まれる可溶分の増加や、該重合体の吸収倍率の低
下等の諸物性の低下を確実に防止することができる。

【００４９】還元剤の使用量は特に限定されるものでは
ないが、通常、酸化性開始剤１ｍｏｌに対し、０．００
０１ｍｏｌ〜２ｍｏｌの範囲内であることが好ましい。
還元剤の使用量を酸化性開始剤１ｍｏｌに対し０．００
０１ｍｏｌ以上とすることにより、重合反応を確実に開
始・完結させることができる。また、該使用量を、酸化
性開始剤１ｍｏｌに対し２ｍｏｌ以下とすることによ
り、急激な重合反応の進行のため単量体が未反応のまま
残存することを確実に防止することができる。

【００５０】上記のレドックス系開始剤は、熱分解型開
始剤と組み合わせて使用することができる。このように
すれは、重合反応に供されたモノマー溶液の温度が低い
段階ではもっぱらレドックス系開始剤が機能し、重合反
応の進行により該モノマー溶液の温度が上昇した段階で
は熱分解型開始剤が機能する。すなわち、重合反応を安
定的に行うことができるので、吸水性能に優れ、水可溶
分（可溶分）の少ない吸水性重合体を得ることができ
る。上記の熱分解型開始剤は特に限定されるものではな
いが、例えば、２，２^'−アゾビス（２−アミジノプロ
パン）二塩酸塩、２，２^'−アゾビスイソブチロニトリ
ル、２，２^'−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２
−イル）プロパン］二塩酸塩、２，２^'−アゾビスイソ
ブチルアミド二水和物等のアゾ系開始剤；等を挙げるこ
とができる。これらの熱分解型開始剤は、一種類のみを
使用してもよく、複数を組み合わせて使用してもよい。

【００５１】熱分解型開始剤の使用量は特に限定される
ものではないが、単量体１ｍｏｌに対し、０．０００１
ｇ〜１ｇの範囲内であることが好ましく、０．００１ｇ
〜０．５ｇの範囲内であることがより好ましい。酸化性
開始剤の使用量を単量体１ｍｏｌに対し０．０００１ｇ
以上とすることで、添加する効果を確実に得ることがで
きる。また、該使用量を、単量体１ｍｏｌに対し１ｇ以
下とすることで、重合反応が急激に進行してその重合熱
の除去が困難となることを確実に防止することができ
る。加えて、得られる吸水性重合体中に含まれる可溶分
の増加や、該重合体の吸収倍率の低下等の諸物性の低下
を確実に防止することができる。

【００５２】レドックス系開始剤と熱分解型開始剤との
組合せは、特に限定されるものではないが、過硫酸塩；
過酸化水素；より選択される少なくとも一つの酸化性開
始剤と、Ｌ−アスコルビン酸（塩）；イソアスコルビン
酸（塩）；亜硫酸塩（その水素塩も含む）；チオ硫酸
塩；アミンより選択される少なくとも一つの還元剤と、
２，２^'−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩
等のアゾ系開始剤より選択される少なくとも一つの熱分
解型開始剤との組合せが好適に用いられる。さらに具体
的には、過硫酸塩、過酸化水素、アゾ系開始剤、Ｌ−ア
スコルビン酸（塩）の組合せ；等がより好適に用いら
れ、過硫酸塩、過酸化水素、２，２^'−アゾビス（２−
アミジノプロパン）二塩酸塩（アゾ系開始剤）、Ｌ−ア
スコルビン酸（塩）の組合せが特に好適に用いられる。

【００５３】ところで、レドックス系開始剤を使用する
場合（他の重合開始剤と組み合わせて使用する場合を含
む）には、酸化性開始剤と還元剤とを異なるタイミング
でモノマー溶液に投入することがより好ましい。レドッ
クス系開始剤は、酸化性開始剤と還元剤とが混合される
ことで初めて機能するので、このような投入方法によれ
ば重合反応開始のタイミングを任意に制御することが可
能となる。また、重合開始剤としてレドックス系開始剤
と熱分解型開始剤とを用いる場合には、酸化性開始剤と
熱分解型開始剤とをモノマー溶液に混合する第一の混合
工程と、還元剤を上記モノマー溶液に混合する第二の混
合工程との２工程に分けて行われること、または、酸化
性開始剤をモノマー溶液に混合する第一の混合工程と、
還元剤と熱分解型開始剤とをモノマー溶液に混合する第
二の混合工程との２工程に分けて行われること、がより
好ましい。この場合、第一の混合工程と第二の混合工程
との実施順序は特に限定されるものではない。尚、レド
ックス系開始剤と熱分解型開始剤とを用いる重合反応の
詳細については、以下の吸水性重合体の製造装置の説明
において記載する。

【００５４】上記重合反応においては、必要に応じて架
橋剤を使用してもよい。該架橋剤は、分子内に２つ以上
の官能基を有し、架橋構造の形成に寄与するものであれ
ば特に限定されるものではない。架橋剤の存在下で重合
反応を行うことにより耐久性に優れた吸水性重合体を得
ることができる。また、場合によっては、重合反応によ
り得られた含水ゲル（吸水性重合体の一形態）に架橋剤
を添加し、架橋構造を形成させることもできる。この場
合、含水ゲルの有するカルボキシル基等の官能基と反応
性の有る、エポキシ基；アミノ基；水酸基；等を分子内
に２個以上持つ架橋剤が好適に使用される。

【００５５】上記説明のように、本発明にかかる吸水性
重合体の製造方法はいずれも、「モノマー溶液中に含ま
れる不活性ガスを除去する工程」を含んでいる。したが
って、最終的に得られる吸水性重合体が含む気泡（不活
性ガス等）の量は、従来の製造方法によるものと比較し
て少なくなる（または、０となる）。すなわち、該吸水
性重合体において不活性ガスの気泡に由来する凹凸の発
生が減少する。これにより、優れた取扱い性と良好な諸
物性とを有する吸水性重合体が製造される。

【００５６】このようにして得られた吸水性重合体（含
水ゲル）には、必要に応じて、ゲル粗砕機による粗砕処
理；ゲル細粒化装置による粒状化処理；乾燥機による乾
燥処理；ミル型粉砕機による（微）粉砕処理；等の処理
が施される。上記の粗砕処理、粒状化処理、乾燥処理、
粉砕処理、の全処理が行われる場合には、通常この順に
行われる。

【００５７】上記粒状化処理とは、例えば、ニーダー、
ミートチョッパー、堅型粉砕機、シュレッダー、ペレタ
イザー、スクリュウ式押出機、等のゲル細粒化装置を用
いて、含水ゲルを平均粒径０．５ｍｍ〜３ｍｍの粒状ゲ
ル（吸水性重合体の一形態）とする処理である。

【００５８】上記乾燥処理とは、例えば、熱風乾燥機、
流動層乾燥機、撹拌乾燥機、ロータリーキルン、ナウタ
ーミキサー、等の乾燥機を用いて、上記粒状ゲル等を乾
燥する処理である。乾燥処理における乾燥温度は特に限
定されるものではないが、１００℃〜２４０℃の範囲内
であることが好ましく、１５０℃〜２２０℃の範囲内で
あることがより好ましい。

【００５９】また、上記粉砕処理は、例えば、ピンミ
ル、ロールミル、ハンマーミル、等の細粒化装置を用い
て、例えば、乾燥処理された上記の粒状ゲルを吸水性微
細粒子（吸水性重合体の一形態）へと（微）粉砕する処
理である。上記の吸水性微細粒子の粒径は特に限定され
るものではないが、８５０μｍの篩目を通過する程度で
あることが好ましい。また、上記の吸水性微細粒子は、
１００μｍ〜２００μｍの篩目を有する篩で分級し、粒
径１５０μｍ以下の粒子を５％以下とすることが好まし
い。尚、吸水性微細粒子の平均粒径は、通常２５０μｍ
〜５００μｍの範囲内である。

【００６０】上記含水ゲル、粒状ゲル（これらを乾燥処
理したものも含む）、吸水性微細粒子（すなわち、吸水
性重合体）に対しては、必要に応じて表面架橋剤（表面
処理剤）による表面処理を施すこともできる。より具体
的には、上記の吸水性重合体の表面近傍に対して、該吸
水性重合体が通常有するカルボキシル基等の官能基と反
応しうる表面架橋剤を施し架橋させることを指す。例え
ば、表面架橋剤と吸水性重合体とを混合した後、８０℃
〜２２０℃で加熱し、表面近傍のカルボキシル基と表面
架橋剤とを反応させることにより行うことができる。こ
の表面処理により、ゲル強度がアップし、加圧下の吸収
倍率（加圧下吸収倍率）が向上する。

【００６１】尚、上記の乾燥処理、粉砕処理等が行われ
る際には、一般に、副産物として微粉や鱗片状の断片が
発生する。これらの微粉や鱗片状の断片は、その体積の
割に表面積が大きいため、例えば表面処理剤を迅速に吸
収し、吸水性微細粒子等の表面に該表面処理剤を均一に
施すことが困難となる原因となる。また、表面処理剤を
吸収した上記の微粉や鱗片状の断片同士が凝集して塊状
となれば、表面処理剤を混合した後の吸水性微細粒子等
の加熱処理が良好には行えなくなる原因となる。

【００６２】しかしながら、本発明の製造方法により製
造された吸水性重合体（含水ゲル）は、従来の製造方法
によるものと比較して残存する気泡（不活性ガス等）の
量が少ない（または０である）。そのため、上記の吸水
性微細粒子（吸水性重合体の一形態）等の製造の際に、
副産物として発生する微粉や鱗片状の断片の量を従来と
比較して極めて少なくすることができる。それ故、吸水
性微細粒子等に対し、例えば、表面処理剤により表面処
理を均一に施すことが容易となり、また、該吸水性物質
に表面処理剤を混合した後の加熱処理を良好に行うこと
ができるという効果を奏する。加えて、上記の吸水性微
細粒子等は、その表面に気泡に由来する凹凸が少なく、
従来のものと比較して、１）プロセスダメージを受けて
表面処理剤が施された表面処理層が壊れる虞が少ない。
また、２）加圧下吸収倍率；通液性；等の諸物性が良好
である。

【００６３】〔吸水性重合体の製造装置〕本発明にかか
る吸水性重合体の製造装置は、親水性単量体を含んでな
る溶液に対し不活性ガスを連続供給するガス供給手段
と、該親水性単量体を連続式で重合する重合部とが設け
られた吸水性重合体の製造装置であって、上記溶液に対
し供給された不活性ガスを除去するガス除去手段がさら
に設けられた構成を有する。すなわち、ガス除去手段に
より上記溶液中に含まれる不活性ガスを除去し、従来の
ものと比較して残存する気泡（不活性ガス等）の量が少
ない（または、ない）吸水性重合体を連続式で製造する
ことができる製造装置である。

【００６４】上記製造装置は、例えば、図１に示すよう
に、吸水性重合体の原料としての単量体を水溶液として
貯蔵するモノマータンク１１、不活性ガスを供給するエ
ジェクタ（ガス供給手段）１２、重合反応の開始剤を貯
蔵する開始剤タンク１３、還元剤を貯蔵する還元剤タン
ク１４、上記単量体、開始剤、及び還元剤を混合する混
合塔（ガス除去手段としてのサイクロン室を兼ねる）１
５、該混合塔１５に設けられたノズル口１５ａから重合
機１８内に供給された単量体を搬送方向に連続搬送する
搬送ベルト（搬送手段）１６を有しており、さらに、重
合機１８上部壁には複数の温度検出手段２７としての赤
外線放射温度計Ｔ₁〜Ｔ₆が設けられている。尚、図１
に示す製造装置において重合部とは、重合機１８を指
す。

【００６５】モノマータンク１１には、上記単量体が、
例えば水溶液として（以下、モノマー水溶液と称する）
貯蔵されており、該モノマー水溶液はエジェクタ１２よ
り供給される不活性ガス（窒素ガス）により溶存酸素が
除去された後、単量体供給路１７を経由して混合塔１５
に導入される。

【００６６】図２に示すように、混合塔１５は、１）螺
旋状に示されたライン１５ｂに沿ってモノマー水溶液が
流れる第一の混合部（サイクロン室を兼ねる）と、２）
第一の混合部に後続する第二の混合部とを備えた構成と
なっている。上記第一の混合部は、例えば、円柱状に形
成された内面と円錐台状に形成された内面とが組み合わ
され、下方に向かうにつれてその断面積が小さくなるよ
うに構成されている。また上記第二の混合部は、例え
ば、一定の断面積を有する細管形状となっている。

【００６７】上記第一の混合部において、単量体供給路
１７より導入されたモノマー水溶液はライン１５ｂに沿
って流れ、該モノマー水溶液の旋回流が形成される。こ
れにより、不活性ガスの気泡をモノマー水溶液から除去
（脱泡）することができる。また、不活性ガスの除去と
並行して、上記モノマー水溶液に対してＮａＰｓ等の酸
化性開始剤が開始剤供給路１３ａを経由して供給・混合
される。

【００６８】不活性ガスの除去、及び酸化性開始剤等の
混合がなされたモノマー水溶液は、続いて、上記第二の
混合部に導入される。該第二の混合部において、該モノ
マー水溶液に対し、例えば、Ｌ−アスコルビン酸（Ｌ−
Ａ）等の還元剤が還元剤供給路１４ａを経由して供給・
ライン混合される。これにより、単量体、酸化性開始
剤、及び還元剤が混合されて重合反応が開始される。
尚、上記説明のように酸化性開始剤および還元剤を含ん
でなるレドックス系開始剤を重合開始剤として使用する
場合、還元剤の供給・混合を上記第一の混合部において
行い、酸化性開始剤の供給・ライン混合を上記第二の混
合部において行うようにしてもよい。レドックス系開始
剤は、酸化性開始剤と還元剤とが混合されることで初め
て機能するので、その一方をサイクロン室（第一の混合
部）から混合し、他方をサイクロン室と重合機１８との
間（第二の混合部）でライン混合することにより、重合
反応開始のタイミングを任意に制御することが可能とな
る。

【００６９】また、図１に示す製造装置において、例え
ば、過硫酸塩、過酸化水素、Ｌ−アスコルビン酸を組み
合わせてなるレドックス系開始剤と、熱分解型開始剤と
してのアゾ系開始剤（例えば、Ｖ−５０；和光純薬工業
株式会社製の商品名）とを重合開始剤として使用する場
合には、酸化性開始剤（過硫酸塩、及び過酸化水素）と
熱分解型開始剤（アゾ系開始剤）とを上記第一の混合部
においてモノマー水溶液に混合し、還元剤（Ｌ−アスコ
ルビン酸）を第一の混合部に後続する上記第二の混合部
においてモノマー水溶液に混合することがより好まし
い。このように上記４成分をモノマー水溶液に混合すれ
ば、サイクロン室を兼ねる第一の混合部において重合反
応が始まる虞を無くすことができる。

【００７０】換言すれば、レドックス系開始剤と熱分解
型開始剤とをモノマー水溶液に連続混合する場合、酸化
性開始剤と熱分解型開始剤とを第一の混合部から混合
し、続いて還元剤を第一の混合部と重合機１８との間
（第二の混合部）でライン混合することがより好まし
い。尚、酸化性開始剤、還元剤、熱分解型開始剤は、そ
れぞれをライン混合することもできる。この場合におい
ても、還元剤は最後（より好ましくは、重合機１８に到
る直前のタイミング）に混合することが好ましい。特
に、重合反応の開始剤として、過硫酸塩、過酸化水素
（いずれも酸化性開始剤）、還元剤としてのＬ−アスコ
ルビン酸（塩）、２，２^'−アゾビス（２−アミジノプ
ロパン）二塩酸塩（アゾ系開始剤）、を用いる場合、上
記混合方法を用いることで、工業的なレベルで吸水性重
合体を連続的に製造することが容易となる。

【００７１】混合塔１５に導入されたモノマー水溶液
は、続いてノズル口１５ａを経由して重合機１８内に設
けられた搬送ベルト１６の上面に供給される。混合塔１
５の一端に設けられたノズル口１５ａは、搬送ベルト１
６によるモノマー水溶液の搬送方向と同方向に屈曲され
ている。この屈曲構造は、１）搬送ベルト１６の上面へ
のモノマー水溶液の供給をスムーズに行うため、２）搬
送ベルト１６の上面へのモノマー水溶液の供給量を一定
とするため、の構造であるが、特にこの構造に限定され
るものではない。搬送ベルト１６の上面へのモノマー水
溶液の供給量（フィード量：ノズル口１５ａの幅が固定
されている場合、液厚に相当）は特に限定されるもので
はない。

【００７２】搬送ベルト１６は、より具体的には、同方
向に一定速度で回転する駆動軸２０・２０により支持・
駆動されるエンドレスタイプのベルトコンベアであり、
その上方に設けられたフード４１に覆われるとともに、
窒素置換されている。また、搬送ベルト１６の上面は、
その搬送方向前段側に位置する一定領域（冷却ゾーン１
８ａ）が冷却されているとともに、その搬送方向後段側
に位置する一定領域（加熱ゾーン１８ｂ）が加熱されて
いる。尚、ここでいう「加熱」、「冷却」とはそれぞ
れ、反応系の温度を基準としたものである。

【００７３】搬送ベルト１６の上面を冷却・加熱する方
法は特に限定されるものではないが、例えば、冷却機・
加熱機を用いて該上面を裏側より冷却・加熱する方法、
冷水シャワー・温水シャワーを用いて該上面を裏側より
冷却・加熱する方法、等を挙げることができる。冷水シ
ャワーを用いて該上面を裏側より冷却する場合、冷水の
温度は特に限定されるものではないが、０℃〜３０℃の
範囲内であることがより好ましい。また、温水シャワー
または加熱機を用いて該上面を裏側より加熱する場合、
加熱後の該上面の温度は特に限定されるものではない
が、５０℃以上であることが好ましく、６０℃以上であ
ることがさらに好ましい。

【００７４】ノズル口１５ａを経由して搬送ベルト１６
の上面に供給（投入）された単量体は、該上面において
連続静置重合される。搬送ベルト１６の上面における重
合反応は、冷却ゾーン１８ａにおいて一定期間冷却条件
下で行われ、これに後続して、加熱ゾーン１８ｂにおい
て一定期間加熱条件下で行われる。これにより、重合反
応に供されたモノマー水溶液は搬送ベルト１６により重
合機１８中を搬送され、始めに、反応温度の過剰な上昇
を抑制しながら重合反応が行われる。続いて、該反応温
度の過剰な低下を抑制しながら重合反応・熟成が行わ
れ、含水ゲル（吸水性重合体の一形態）１９が製造され
る。

【００７５】また、上記の重合反応は、重合機１８の上
部壁に取り付けられた赤外線放射温度計Ｔ₁〜Ｔ₆によ
り、その反応温度が非接触的に測定されながら行われ
る。上記赤外線放射温度計Ｔ₁〜Ｔ₆は、図１に示すよ
うに、単量体の搬送方向に距離が互いに異なる複数の地
点において、上記反応温度の測定を行うものである。こ
れにより、該反応温度を経時的に測定し、その変化のパ
ターンを容易にモニターすることが可能となる。

【００７６】尚、ガス除去手段は特にサイクロン室に限
定されるものではない。具体的には、例えば、超音波発
生装置をガス除去手段として、エジェクタ１２から混合
塔１５に到る単量体供給路１７内に設けてもよい。ま
た、図３に示すように、超音波発生装置（ガス除去手
段）を内蔵する超音波照射槽２４を、エジェクタ１２か
ら混合塔１５に到る単量体供給路１７の途中に設けても
よい。該図３に示される混合塔１５ｃは、サイクロン室
を兼ねるものであっても、兼ねないものであってもよ
い。

【００７７】また、本発明にかかる吸水性重合体の製造
装置は、図１または図３に例示のものに限定されるもの
ではない。例えば、冷却ゾーン１８ａ、および／また
は、加熱ゾーン１８ｂを有しない製造装置であってもよ
い。

【００７８】製造された含水ゲル１９は、搬送ベルト１
６により重合機１８から搬出される。搬出された含水ゲ
ル１９は、重合機１８とゲル粗砕機２１との間に設けら
れた、複数の回転ロール４０…により構成されるコロコ
ンベアにより搬送されて、ゲル粗砕機２１に搬入され
る。そして、ゲル粗砕機２１により、例えば約１０ｃｍ
角の大きさに粗砕される。続いて、粗砕された含水ゲル
１９は、ゲル細粒化装置２２により粒状化され、例え
ば、平均粒径０．５ｍｍ〜３．０ｍｍの粒状ゲル（吸水
性重合体の一形態）とされる。粒状ゲルは、さらに必要
に応じて、図示しない乾燥機により乾燥された後にミル
型粉砕機により微粉砕され、例えば、平均粒径２５０μ
ｍ〜５００μｍの吸水性微細粒子（吸水性重合体の一形
態）とされる。

【００７９】

【実施例】以下、実施例、及び比較例により、本発明を
さらに詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限
定されるものではない。始めに、実施例、及び比較例に
おいて行われる物性試験について説明を行う。

【００８０】（光の透過率の測定）吸水性重合体（含水
ゲル）の吸収スペクトルを測定し、７００ｎｍの波長を
有する光の透過率を測定する。測定装置としては、ＵＶ
３１００ＰＣ（株式会社島津製作所製）を用いた。該透
過率を測定することにより、「モノマー溶液中に含まれ
る不活性ガスの量」を間接的に測定することができる。

【００８１】（吸収倍率の測定）吸水性重合体（含水ゲ
ル）に対し、粗砕処理、粒状化処理、加熱処理、（微）
粉砕処理を施して得られた吸水性微細粒子（吸水性重合
体の一形態）を用いて測定が行われる。該吸水性微細粒
子０．２ｇを不織布製の袋（６０ｍｍ×６０ｍｍ）に均
一に入れ、０．９重量％生理的食塩水中に浸漬した。２
０分後に該袋を生理的食塩水より引上げ、遠心分離機を
用いて２５０Ｇで３分間水切りを行った後、該袋の重量
Ｗ１（ｇ）を測定した。

【００８２】同様の操作を、吸水性微細粒子を入れない
不織布製の袋（６０ｍｍ×６０ｍｍ）で行い、該袋の重
量Ｗ０（ｇ）を測定した。吸収倍率（ｇ／ｇ）は、以下
に示す式に従って求めた。

【００８３】吸収倍率（ｇ／ｇ）＝（Ｗ１−Ｗ０）／吸
水性微細粒子の重量（０．２ｇ）（加圧下吸収倍率の測定）０．７ｐｓｉの荷重下（加圧
下）で行い、０．９重量％生理的食塩水中への不織布製
の袋の浸漬時間を６０分とした以外は、上記「吸収倍率
の測定」と同様にしてＷ１（ｇ）及びＷ０（ｇ）を測定
し、上記吸収倍率を求めた。そして、該吸収倍率を加圧
下吸収倍率として使用した。

【００８４】（微粉量の測定）重量Ｗ２の吸水性微細粒
子に機械的ダメージ（以下の実施例１で述べる）を加え
た後、これを１５０μｍの篩目を有する篩にかけ、篩を
通過した砕片を微粉として回収した。そして、該微粉の
重量（Ｗ３）を吸水性微細粒子の重量（Ｗ２）で除し、
微粉の割合を求めた。即ち、微粉量は、以下の式で示さ
れる。

【００８５】微粉量（％）＝（Ｗ３／Ｗ２）×１００〔実施例１〕図３に示す製造装置を用いて吸水性重合体
の製造を行った。本実施例において、搬送ベルト１６
は、幅６０ｃｍ、長さ（すなわち、駆動軸２０・２０の
中心間距離）２４ｍのステンレス製のエンドレスベルト
である。また、搬送ベルト１６の搬送速度は１ｍ／分で
あり、また、冷却ゾーン１８ａの長さは１５ｍ、加熱ゾ
ーン１８ｂの長さは９ｍである。上記冷却ゾーンは冷却
機により１５℃に冷却されており、上記加熱ゾーンは加
熱機により７０℃に加熱されている。

【００８６】吸水性重合体の原料として７０％中和アク
リル酸ナトリウム（単量体）を使用した。始めに、該ア
クリル酸ナトリウムの３９重量％水溶液を調製し、該水
溶液に架橋剤としてのポリエチレングリコールジアクリ
レートを該アクリル酸ナトリウム１モルに対して０．１
モルとなるように加えたものをモノマー水溶液としてモ
ノマータンク１１に供給した。続いて、エジェクタ１２
によりノズルから窒素ガス（不活性ガス）を毎分３Ｌで
供給し、モノマータンク１１より供給されるモノマー水
溶液の流れ（毎分０．９５Ｌ）の中に上記窒素ガスを連
続的に吹き込んだ。これにより、該モノマー水溶液中に
含まれる溶存酸素の除去を連続的に行った。その結果、
モノマー水溶液中の溶存酸素量は、０．３ｍｇ／Ｌとな
った。

【００８７】続いてモノマー水溶液は、超音波照射槽２
４に供給され、ここで３８ｋＨｚの周波数の超音波が照
射された。モノマー水溶液の超音波照射槽での平均滞留
時間（超音波の平均照射時間に等しい）は、２．４分で
あった。また、この時のモノマー水溶液の温度は１８℃
であった。

【００８８】超音波により窒素ガスが除去されたモノマ
ー水溶液は、続いて混合塔（サイクロン室を兼ねない）
１５ｃに供給された。混合塔１５ｃにおいては、上記ア
クリル酸ナトリウム１モルに対し０．１２ｇの過硫酸ナ
トリウム、０．００１５ｇの過酸化水素（ともに酸化性
開始剤）が、それぞれ異なる開始剤タンク１３…より供
給され、これに後続して、該アクリル酸ナトリウム１モ
ルに対し０．００１８ｇのＬ−アスコルビン酸（還元
剤）が還元剤タンク１４より供給され、モノマー水溶液
と混合された。

【００８９】続いて、上記モノマー水溶液は、ノズル口
１５ａを経由して、その液厚が２３ｍｍとなるように搬
送ベルト１６の上面に連続供給（連続投入）され、重合
反応が行われた。上記の搬送ベルト１６上では、モノマ
ー水溶液投入後約３０秒でアクリル酸ナトリウムの重合
が開始され、９分後に重合ピークを迎えた。この時のピ
ーク温度は９８℃であった。重合ピーク後更に１５分間
重合反応を続行した結果、含水ゲル（吸水性重合体の一
形態）１９が製造された。そして含水ゲル１９を搬送ベ
ルト１６の上面よりかきとり、上記説明の光の透過率の
測定を行ったところ７２％であった。

【００９０】搬送ベルト１６の上面よりかきとった含水
ゲル１９は、ゲル粗砕機２１により１０ｃｍ角の大きさ
に粗砕され、次いで胴体内部にらせん状の突起が設けら
れたスクリュウ式押出機（ゲル細粒化装置２２に相当）
に投入された。そして、該スクリュウ式押出機に設けら
れた孔径１６ｍｍの多孔板より含水ゲル１９を押出して
該含水ゲル１９を粒状ゲル（図示せず）とした。得られ
た粒状ゲルの平均粒径は１．５ｍｍであった。

【００９１】粒状ゲルを１７０℃で４３分間熱風乾燥処
理した後にロールミル（図示しないミル型粉砕機に相
当）に供し、粒径８５０μｍ以下の吸水性微細粒子とし
た。続いて、該吸水性微細粒子を１５０μｍの篩目を有
する篩で分級し、粒径１５０μｍ以下の粒子を取り除い
た。分級により得られた吸水性微細粒子の平均粒径は、
約４００μｍであった。

【００９２】続いて、上記の吸水性微細粒子１００重量
部に対し、１，４−ブタンジオール０．５重量部、プロ
ピレングリコール０．５重量部、イソプロピルアルコー
ル１重量部、水３重量部からなる表面架橋剤の溶液を混
合し、２１０℃で加熱処理することにより、本発明にか
かる吸水性重合体の一形態としての吸水性微細粒子Ａを
得た。

【００９３】続いて、上記の吸水性微細粒子Ａに以下に
示す機械的ダメージを与えた後に、吸収倍率、加圧下吸
収倍率、微粉量の測定を行った。これにより、本発明に
かかる吸水性重合体の物性の評価を行った。尚、各物性
の測定結果は、光の透過率の測定結果とともに以下の表
１に示した。

【００９４】（機械的ダメージ）ガラス製容器（山村硝
子社製マヨネーズ瓶、商品名：Ａ−２９）に、３０ｇの
吸水性微細粒子Ａと、３０ｇのガラスビーズ（直径約６
ｍｍの精密分留充填用ソーダ石灰ガラスビーズ）とを入
れた。これを分散機（東洋精機製作所製、Ｎｏ４８８試
験用分散機）に備えられたクランプ間に挟んで固定し、
１００Ｖ／６０Ｈｚで振動回転数７５０ｃｐｍの振動を
３０分間与えた。これにより、上記ガラス製容器は、ク
ランプの取り付け面に対して左右に各々１２．５°傾斜
運動するとともに前後に各々８ｍｍ振動し、該ガラス製
容器内の吸水性微細粒子Ａにその空気輸送時と同等の機
械的ダメージを与えることができる。

【００９５】〔比較例１〕上記実施例１において、超音
波の照射を行わなかった以外は、同一の条件で吸水性微
細粒子（吸水性微細粒子Ｂと称する）の製造、及び含水
ゲル１９の光の透過率の測定を行った。続いて、吸水性
微細粒子Ｂに実施例１と同様にして機械的ダメージを与
えた後に、吸収倍率、加圧下吸収倍率、微粉量の測定を
行った。尚、各物性の測定結果は、光の透過率の測定結
果とともに以下の表１に示した。

【００９６】〔実施例２〕上記実施例１において、ノズ
ルから窒素ガス（不活性ガス）を毎分９Ｌで供給した以
外は、同一の条件で吸水性微細粒子（吸水性微細粒子Ｃ
と称する）の製造、及び含水ゲル１９の光の透過率の測
定を行った。続いて、吸水性微細粒子Ｃに実施例１と同
様にして機械的ダメージを与えた後に、吸収倍率、加圧
下吸収倍率、微粉量の測定を行った。これにより、本発
明にかかる吸水性重合体の物性の評価を行った。尚、各
物性の測定結果は、光の透過率の測定結果とともに以下
の表１に示した。

【００９７】〔実施例３〕図１に示す吸水性重合体の製
造装置を用いて吸水性重合体の製造を行った。尚、本実
施例において、搬送ベルト１６、冷却ゾーン１８ａ、加
熱ゾーン１８ｂに関する条件は、上記実施例１と同様で
ある。

【００９８】吸水性重合体の原料として６５％中和アク
リル酸ナトリウム（単量体）を使用した。始めに、該ア
クリル酸ナトリウムの３５重量％水溶液を調製し、該水
溶液に架橋剤としてのポリエチレングリコールジアクリ
レートを該アクリル酸ナトリウム１モルに対して０．０
４モルとなるように加えたものをモノマー水溶液として
モノマータンク１１に供給した。続いて、エジェクタ１
２によりノズルから窒素ガス（不活性ガス）を毎分１Ｌ
で供給し、モノマータンク１１より供給されるモノマー
水溶液の流れ（毎分０．９５Ｌ）の中に上記窒素ガスを
連続的に吹き込んだ。これにより、該モノマー水溶液中
に含まれる溶存酸素の除去を連続的に行った。その結
果、モノマー水溶液中の溶存酸素量は、０．３ｍｇ／Ｌ
となった。

【００９９】モノマー水溶液は、続いて混合塔１５に供
給された。該混合塔１５は内部にテフロンコーティング
が施されており、図２に示すように、１）螺旋状に示さ
れたライン１５ｂに沿ってモノマー水溶液が流れる第一
の混合部（サイクロン室を兼ねる）と、２）第一の混合
部に後続する第二の混合部とを備えた構成となってい
る。

【０１００】上記第一の混合部においては、上記アクリ
ル酸ナトリウム１モルに対し０．０２ｇの０．５重量％
過硫酸ナトリウム水溶液、０．００２ｇの０．１重量％
過酸化水素水（ともに酸化性開始剤）、および、０．０
２ｇの０．５重量％２，２^'−アゾビス（２−アミジノ
プロパン）二塩酸塩水溶液（熱分解型開始剤）が、それ
ぞれ異なる開始剤タンク１３…より同時に滴下供給され
た。そして、旋回流の形成によるモノマー水溶液からの
窒素ガスの脱泡と、酸化性開始剤、熱分解型開始剤の該
モノマー水溶液への混合とが同時に行われた。

【０１０１】上記第一の混合部（サイクロン室を兼ね
る）を出たモノマー水溶液は、第二の混合部に導入され
た。該第二の混合部において、該アクリル酸ナトリウム
１モルに対し０．００１４ｇの０．００５重量％Ｌ−ア
スコルビン酸（還元剤）水溶液が還元剤タンク１４より
供給され、モノマー水溶液にライン混合された。

【０１０２】窒素ガスが除去（脱泡）されたモノマー水
溶液は、ノズル口１５ａを経由して、その液厚が２５ｍ
ｍとなるように搬送ベルト１６の上面に連続供給（連続
投入）され、重合反応が行われた。上記の搬送ベルト１
６上では、モノマー水溶液投入後約３分でアクリル酸ナ
トリウムの重合が開始され、１２分後に重合ピークを迎
えた。この時のピーク温度は８５℃であった。重合ピー
ク後更に１２分間重合反応を続行した結果、含水ゲル
（吸水性重合体の一形態）１９が製造された。そして含
水ゲル１９を搬送ベルト１６の上面よりかきとり、上記
説明の光の透過率の測定を行ったところ５０％であっ
た。

【０１０３】搬送ベルト１６の上面よりかきとった含水
ゲル１９は、ゲル粗砕機２１により１０ｃｍ角の大きさ
に粗砕され、次いで胴体内部にらせん状の突起が設けら
れたスクリュウ式押出機（ゲル細粒化装置２２に相当）
に投入された。そして、該スクリュウ式押出機に設けら
れた孔径９．５ｍｍの多孔板より含水ゲル１９を押出し
て粒状ゲル（図示せず）とした。得られた粒状ゲルの平
均粒径は１．７ｍｍであった。

【０１０４】粒状ゲルを１７０℃で４３分間熱風乾燥処
理した後にロールミル（図示しないミル型粉砕機に相
当）に供し、粒径８５０μｍ以下の吸水性微細粒子とし
た。続いて、該吸水性微細粒子を１５０μｍの篩目を有
する篩で分級し、粒径１５０μｍ以下の粒子を取り除い
た。分級により得られた吸水性微細粒子の平均粒径は、
約３００μｍであった。

【０１０５】上記の吸水性微細粒子１００重量部に対
し、１，４−ブタンジオール０．５重量部、プロピレン
グリコール０．５重量部、イソプロピルアルコール１重
量部、水３重量部からなる表面架橋剤の溶液を混合し、
１９５℃で加熱処理することにより、本発明にかかる吸
水性重合体の一形態としての吸水性微細粒子Ｄを得た。
続いて、吸水性微細粒子Ｄに実施例１と同様にして機械
的ダメージを与えた後に、吸収倍率、加圧下吸収倍率、
微粉量の測定を行った。これにより、本発明にかかる吸
水性重合体の物性の評価を行った。尚、各物性の測定結
果は、光の透過率の測定結果とともに以下の表１にまと
めて示す。

【０１０６】

【表１】

【０１０７】上記の表１によれば、実施例１〜３で得ら
れた吸水性微細粒子Ａ，Ｃ，Ｄは、比較例１で得られた
吸水性微細粒子Ｂと比較して、１）含水ゲルの状態での
光の透過率が高い。すなわち、残存する気泡の量が低減
されていることが判る。そして、空気輸送を想定した機
械的ダメージを与えた場合でも、２）微粉（鱗片状の断
片の一部も含む）の発生量が少なく、３）加圧下吸収倍
率；吸収倍率；が良好である。

【０１０８】

【発明の効果】以上のように、本発明にかかる吸水性重
合体の製造方法、及び製造装置によれば、最終的に得ら
れる吸水性重合体に残存する気泡（不活性ガス等）の量
は、従来の製造方法によるものと比較して少なくなる
（または、０となる）。これにより、優れた取扱い性と
良好な諸物性とを有する吸水性重合体を製造することが
できるという効果を奏する。

【０１０９】例えば、吸水性重合体の一形態としての含
水ゲルを乾燥した後に（微）粉砕処理して吸水性微細粒
子（吸水性重合体の他の形態）とする場合、副産物とし
て発生する微粉や鱗片状の断片の量を従来と比較して極
めて少なくすることができる。それ故、上記の吸水性微
細粒子等に対し、例えば、表面処理剤により表面処理を
均一に施すことが容易となり、また、該吸水性物質に表
面処理剤を混合した後の加熱処理を良好に行うことがで
きる。加えて、上記の吸水性微細粒子は、その表面に気
泡に由来する凹凸が少なく、従来のものと比較して、
１）プロセスダメージを受けて表面処理剤が施された表
面処理層が壊れる虞が少ない。また、２）加圧下吸収倍
率；通液性；等の諸物性が良好である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる吸水性重合体の製造装置の一例
を示す概略の構成図である。

【図２】図１に示す製造装置に設けられた混合塔（サイ
クロン室を兼ねる）の概略構成を示す拡大図である。

【図３】本発明にかかる吸水性重合体の製造装置の他の
例を示す概略の構成図である。

【符号の説明】

１２エジェクタ（ガス供給手段）１５混合塔（サイクロン室；ガス除去手段）１８重合機（重合部）２４超音波照射槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三宅浩司兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の１株式会社日本触媒内Ｆターム(参考） 4J011 AA04 AB05 AB14 AC05 BA01 BB02 BB03 BB09 HA02 HB01 HB10 HB12 HB24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】親水性単量体を含んでなる溶液を用いて、
該親水性単量体を連続式で重合する吸水性重合体の製造
方法であって、上記溶液を重合反応に供する前に、該溶液に不活性ガス
を連続供給する工程と、上記溶液に供給された不活性ガスを除去する工程とを含
んでなることを特徴とする吸水性重合体の製造方法。
【請求項２】上記不活性ガスを除去する工程が、上記溶
液を重合反応に供する前に行われることを特徴とする請
求項１記載の吸水性重合体の製造方法。
【請求項３】親水性単量体を含んでなる溶液を用いて、
該親水性単量体を重合する吸水性重合体の製造方法であ
って、上記溶液を重合反応に供する前に、該溶液に不活性ガス
を供給する工程と、上記溶液に超音波を照射することにより、該溶液に供給
された不活性ガスを除去する工程とを含んでなることを
特徴とする吸水性重合体の製造方法。
【請求項４】上記超音波の周波数が２５ｋＨｚ以上であ
ることを特徴とする請求項３記載の吸水性重合体の製造
方法。
【請求項５】親水性単量体を含んでなる溶液を用いて、
該親水性単量体を重合する吸水性重合体の製造方法であ
って、上記溶液を重合反応に供する前に、該溶液に不活性ガス
を供給する工程と、上記溶液の旋回流を形成することにより、該溶液に供給
された不活性ガスを除去する工程とを含んでなることを
特徴とする吸水性重合体の製造方法。
【請求項６】上記溶液の旋回流に対し、重合反応の開始
剤が投入される工程をさらに含んでなることを特徴とす
る請求項５記載の吸水性重合体の製造方法。
【請求項７】吸水性重合体の一形態として得られる含水
ゲルにおける光の透過率が１０％以上となるように、上
記溶液に供給された不活性ガスが除去されることを特徴
とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の吸水性
重合体の製造方法。
【請求項８】親水性単量体を含んでなる溶液に対し不活
性ガスを連続供給するガス供給手段と、該親水性単量体
を連続式で重合する重合部とが設けられた吸水性重合体
の製造装置であって、上記溶液に対し供給された不活性
ガスを除去するガス除去手段がさらに設けられているこ
とを特徴とする吸水性重合体の製造装置。