(57)【要約】【課題】流動挙動および総重合速度に優れた連続的又は回分的な超吸収性ポリマーの製造方法を提供する。【解決手段】連続的又は回分的な超吸収性ポリマーの製造方法であって、ａ）少なくとも１種のα，β−エチレン性不飽和モノマーと、少なくとも２つのα，β−エチレン性不飽和基を有する少なくとも１種のモノマーと、水性モノマー混合物の総重量に対して０．１〜３ｗｐｐｍの鉄イオンと、鉄イオンに対するモル比が０．８〜４．０となる量の少なくとも１種のキレート化剤と、を含む水性モノマー混合物を反応器内においてフリーラジカル重合させて超吸収性ポリマーを得ることと、ｂ）前記超吸収性ポリマーを回収することと、を含み、前記方法を連続的に撹拌反応器内において実施する場合、前記鉄イオンに対する前記キレート化剤のモル比の上限は、前記反応器による全反応混合物の処理量が前記反応器の体積１Ｌあたり１．３ｋｇ／ｈ以下の場合には４．０であり、前記反応器による全反応混合物の処理量が前記反応器の体積１Ｌあたり１．３ｋｇ／ｈを超え、２．５ｋｇ／ｈ以下の場合には３．５であり、前記反応器による全反応混合物の処理量が前記反応器の体積１Ｌあたり２．５ｋｇ／ｈを超える場合には１．５である方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的又は回分的な超吸収性ポリマーの製造方法であって、
ａ）少なくとも１種のα，β−エチレン性不飽和モノマーと、
少なくとも２つのα，β−エチレン性不飽和基を有する少なくとも１種のモノマーと、
水性モノマー混合物の総重量に対して０．１〜３ｗｐｐｍの鉄イオンと、
前記鉄イオンに対するモル比が０．８〜４．０となる量の少なくとも１種のキレート化剤と、
を含む水性モノマー混合物を反応器内においてフリーラジカル重合させて超吸収性ポリマーを得ることと、
ｂ）前記超吸収性ポリマーを回収することと、
を含み、
前記方法を連続的に撹拌反応器内において実施する場合、前記鉄イオンに対する前記キレート化剤のモル比の上限は、
前記反応器による全反応混合物の処理量が前記反応器の体積１Ｌあたり１．３ｋｇ／ｈ以下の場合には４．０であり、
前記反応器による全反応混合物の処理量が前記反応器の体積１Ｌあたり１．３ｋｇ／ｈを超え、２．５ｋｇ／ｈ以下の場合には３．５であり、
前記反応器による全反応混合物の処理量が前記反応器の体積１Ｌあたり２．５ｋｇ／ｈを超える場合には１．５である方法。
【請求項２】
前記方法を連続的に撹拌反応器内において実施する場合、前記鉄イオンに対する前記キレート化剤のモル比の上限は、
前記反応器による全反応混合物の処理量が前記反応器の体積１Ｌあたり１．３ｋｇ／ｈ以下の場合には３．５、好ましくは３．０であり、
前記反応器による全反応混合物の処理量が前記反応器の体積１Ｌあたり１．３ｋｇ／ｈを超え、２．５ｋｇ／ｈ以下の場合には２．５、好ましくは２．０であり、
前記反応器による全反応混合物の処理量が前記反応器の体積１Ｌあたり２．５ｋｇ／ｈを超える場合には１．３、好ましくは１．２である、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記キレート化剤は、前記鉄イオンに対するモル比が０．９〜３．５又は１．０〜３．０又は１．０〜２．５又は１．０〜２．０又は１．０〜１．５となる量で使用する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記方法は連続的であって少なくとも３つの領域を有する反応器内で行われ、前記反応器の第１の領域は開始領域であり、第２の領域はゲル相領域であり、第３の領域は造粒領域であり、前記モノマー混合物は前記開始領域に供給する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記反応器は、好ましくは連続式ニーダー及び連続式押出機から選択される撹拌反応器である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記反応器は連続ベルト反応器である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記フリーラジカル重合はレドックス開始剤によって開始させ、前記レドックス開始剤の酸化成分は、前記モノマー混合物を前記反応器に導入する前に前記モノマー混合物に添加し、前記レドックス開始剤の還元成分は、前記モノマー混合物を前記反応器に導入する直前に前記モノマー混合物に添加するか、前記モノマー混合物の導入位置の近傍で前記反応器に直接添加する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記α，β−エチレン性不飽和モノマーは、好ましくは少なくとも部分的に中和されたアクリル酸を含むα，β−エチレン性不飽和酸である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記キレート化剤は、有機ポリ酸、リン含有ポリ酸（ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ  ｐｏｌｙａｃｉｄ）及びそれらの塩から選択される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記キレート化剤は、ニトリロ三酢酸、エチレンジアミン四酢酸、シクロヘキサンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、エチレングリコール−ビス（アミノエチルエーテル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’−三酢酸、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’−三酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸、酒石酸、クエン酸、イミノジコハク酸、グルコン酸及びそれらの塩から選択される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記鉄イオンは、前記水性モノマー混合物の総重量に対して０．２〜２．５ｗｐｐｍ又は０．２〜１．５ｗｐｐｍ又は０．２〜１．０ｗｐｐｍの量で前記水性モノマー混合物に含まれる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記モノマー混合物の酸素濃度を、前記モノマー混合物の総重量に対して０．５ｗｐｐｍ未満又は０．３ｗｐｐｍ未満又は０．１ｗｐｐｍ未満に減少させる、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
ｃ）前記超吸収性ポリマーを乾燥させることと、
ｄ）前記乾燥させた超吸収性ポリマーを粉砕及び分級して３００μｍ未満の粒径を有する微粒子を除去することと、
ｅ）必要に応じて、前記反応器への導入前の前記モノマー混合物又は前記反応器に前記微粒子をリサイクルすることと、
をさらに含む、  請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記回収した超吸収性ポリマーを、表面後架橋、熱処理及び／又は添加剤によって表面変性する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
少なくとも１種の二酸化炭素含有オフガスストリームを前記方法の任意の点から取り出し、前記オフガスストリームに対して排気前にスクラバー内において塩基性水溶液を使用してスクラビングを行って鉄イオンを含む炭酸塩及び／又は炭酸水素塩含有スクラバー溶液を得、前記スクラバー溶液を前記反応器への導入前の前記モノマー混合物又は前記反応器にリサイクルする、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超吸収性ポリマーの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸水性ポリマーの製造については、例えば非特許文献１及び２に概要が記載されている。吸水性ポリマーの製造方法としては溶液又はゲル重合が好ましい。溶液又はゲル重合を使用する場合には、通常はモノマー混合物を調製し、中和した後に重合反応器に供給し、非連続的又は連続的に重合させてポリマーゲルを形成し、得られたポリマーゲルを粉砕する。次に、ポリマーゲルを乾燥及び粉砕した後に篩い分け、必要に応じて表面処理する。
【０００３】
連続重合法は、例えば特許文献１〜４に記載されている。
【０００４】
実験では高純度原料を使用することができるが、工業的な製造では高純度材料の使用に制限がある。経済的理由から、工業グレードのアクリル酸及び苛性剤等の原料を使用することが好ましい。また、高価な完全脱イオン水又は蒸留水の代わりに、通常の水道水又は地下水又はその他の利用可能な供給源から調製される部分的に脱塩されたプロセス水を使用することが好ましい。
【０００５】
また、工業的規模の製造では、製造プラントのベントストリームの精製によって生じるスクラバー水及び仕様に定められた粒径未満の粒径を有する超吸収性ポリマーの一部（微粒子）を重合前のモノマー溶液にリサイクルすることが望ましい場合がある。工業グレードの原料、スクラバー水及び微粒子によって最終的にモノマー混合物に存在する不純物の濃度が上昇し、重合反応を妨げ、製品品質が低下する場合がある。
【０００６】
存在し得る様々な不純物のうち、重金属イオン（特に鉄イオン）は特に重合反応を妨げる。鉄はレドックス系の非常に活性な共開始剤であり、製品品質で大きな影響を与える。特許文献５は、ジカルボン酸とα，β−エチレン性不飽和酸モノマー（（メタ）アクリル酸等）のコポリマーの水溶液の製造方法を開示しているが、反応混合物には１〜２５０ｐｐｍの金属イオン（特に鉄イオン）が存在する。鉄イオンを存在させる目的は、未反応のジカルボン酸の含有量を減少させることである。
【０００７】
高性能超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）を製造するための制御下における重合反応では、鉄イオンは開始剤系を妨げて分子量を減少させ、望ましくないグラフト化等を促進するため、鉄イオンが存在することは望ましくない。鉄イオンの濃度は標準的な生産条件下において確実に制御することはできないため、鉄イオンは特に望ましくない。好ましくはレドックス対である過硫酸ナトリウム及び／又は過酸化水素とアスコルビン酸又はその他の高性能開始剤系等を含む良好に設計された開始剤系が使用されており、モノマーをポリマーに高い転化率で転化させ、均質なネットワーク並びに低分子量ポリマー（抽出分）の含有量が低い高分子量の架橋体を形成することができる。鉄イオン等の非制御共開始剤は正確に設計された開始剤系に悪影響を与え、望ましくない作用を引き起こす場合がある。
【０００８】
鉄イオンはラジカル濃度を増加させるため、開始及び重合速度を上昇させる。その結果、反応物質の温度がより高速に上昇し、ラジカルの形成が増加する。そのような望ましくない高速な重合条件により、平均分子量が低く、分子量分布が適切ではなく、ネットワークに結合していない低分子量ポリマー（抽出分）の含有量が高いポリマーが得られる。通常、そのような重合条件下では、高性能超吸収性ポリマーの製造のために好ましくない非均質なネットワークが形成される。
【０００９】
鉄イオンの存在によって促進される自発的な重合開始及び非常に高い重合速度の望ましくない別の影響は、アスコルビン酸又はアスコルビン酸塩等の共開始剤がモノマー溶液に接触する箇所において、開始と重合が非常に速いためにアスコルビン酸が形成されたゲルにトラップされることである。反応及びゲル形成は非常に速く進行し、共開始剤をモノマー溶液全体に均一に分散させることができない。不均一な分散によって重合も不均一になる。
【００１０】
モノマー溶液内における鉄イオンの存在によって引き起こされる望ましくない条件によるさらなる深刻な問題は、反応器の上流（特に酸素除去後）の工程で早過ぎる重合が生じ、製造搬送系において閉塞が生じ得ることである。これによってプラントを頻繁に停止する必要が生じ、製造工程の商業的な効率が大きく低下することになる。
【００１１】
特許文献６は、反応器における最高温度を８５℃未満に好ましくは制御し、開始領域における最高温度を４０〜８５℃に好ましくは制御する連続重合法を開示している。開始及び重合速度が高くなり過ぎた場合には、重合反応によるエネルギー入力が高くなり過ぎ、温度を好ましい範囲内に制御できない場合がある。温度が高過ぎるとラジカル形成速度が高くなり過ぎ、開始及び重合速度がさらに高くなる。鉄イオンはそのような制御不可能なラジカル形成速度の主要な原因であり、重合速度を十分に制御できなくなると考えられる。
【００１２】
特許文献７は、反応混合物から微量金属を除去するためにジエチレントリアミン五酢酸の五ナトリウム塩等のキレート化剤を使用することを提案している。キレート化剤は、α，β−エチレン性不飽和モノマーに対して約１００〜２０００ｐｐｍの量で使用される。特許文献７の実施例におけるキレート化剤の最低量はモノマー混合物に対して１７１ｐｐｍである。特許文献８は、実施例においてキレート化剤をモノマー混合物に対して２８０ｐｐｍの量で使用している。
【００１３】
特許文献９〜１３は、尿や血液等の体液から生じるアスコルビン酸との組み合わせによっておむつ等の超吸収体構造における超吸収性ポリマーを劣化させる超吸収性ポリマーにおける鉄イオンの影響について記載している。上記文献は、既に形成された超吸収性ポリマーの劣化に対する鉄イオンの影響を弱めるためにキレート化剤を超吸収性ポリマーに添加することを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ０１／３８４０２号
【特許文献２】国際公開第ＷＯ０３／００４２３７号
【特許文献３】国際公開第ＷＯ０３／０２２８９６号
【特許文献４】国際公開第ＷＯ０１／１６１９７号
【特許文献５】米国特許第４，６５９，７９３号
【特許文献６】国際公開第ＷＯ０３／０２２８９６号
【特許文献７】国際公開第ＷＯ９３／０５０８０号
【特許文献８】国際公開第ＷＯ０３／０２２８９６号
【特許文献９】欧州特許第２５７，９５１号
【特許文献１０】米国特許第６，３１３，２３１号
【特許文献１１】欧州特許第１,１０８，７４５号
【特許文献１２】米国特許第６，３３５，３９８号
【特許文献１３】米国特許出願公開第２００７／０１４１１３３８号
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】Ｆ．Ｌ．Ｂｕｃｈｈｏｌｚ及びＡ．Ｔ．Ｇｒａｈａｍ、「現代の超吸収性ポリマー技術（Ｍｏｄｅｒｎ  Ｓｕｐｅｒａｂｓｏｒｂｅｎｔ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）」、Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ、１９９８年
【非特許文献２】「Ｕｌｌｍａｎｎ’ｓ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ」、第６版、第３５巻、ｐｐ．７３−１０３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上記文献は、超吸収体構造における既に形成された超吸収性ポリマーに対する鉄イオンの影響に対処しようとするのみであり、重合プロセス及び超吸収性ポリマーの物性に対する鉄の影響について言及するものではない。
【００１７】
先行技術は、超吸収性ポリマーの調製又は体液と接触する場合の超吸収性ポリマーに対する鉄イオンの有害な影響について教示している。何れの場合も、先行技術による唯一の提案は、多量のキレート化剤によって鉄イオンを完全に除去して鉄イオンの有害な影響を回避することである。
【００１８】
キレート化剤を各文献に開示された量で使用して鉄イオンの悪影響を打ち消すという先行技術の教示を調べると、共開始剤によって望ましくない数分間の重合開始の遅延及び望ましくない重合速度の低下が生じ、得られる超吸収性ポリマーは最適な製品特性を示さない。従って、本発明の目的は、本発明によって見出されたように先行技術の欠点を克服し、向上した特性を有する超吸水性ポリマーの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的は、連続又は回分的な超吸収性ポリマーの製造方法であって、
ａ）少なくとも１種のα，β−エチレン性不飽和モノマーと、
少なくとも２つのα，β−エチレン性不飽和基を有する少なくとも１種のモノマーと、
水性モノマー混合物の総重量に対して０．１〜３ｗｐｐｍの鉄イオンと、鉄イオンに対するモル比が０．８〜４．０となる量の少なくとも１種のキレート化剤と、
を含む水性モノマー混合物を反応器内においてフリーラジカル重合させて超吸収性ポリマーを得ることと、
ｂ）前記超吸収性ポリマーを回収することと、
を含み、
前記方法を連続的に撹拌反応器内において実施する場合、前記鉄イオンに対する前記キレート化剤のモル比の上限は、
前記反応器による全反応混合物の処理量が前記反応器の体積１Ｌあたり１．３ｋｇ／ｈ以下の場合には４．０であり、
前記反応器による全反応混合物の処理量が前記反応器の体積１Ｌあたり１．３ｋｇ／ｈを超え、２．５ｋｇ／ｈ以下の場合には３．５であり、
前記反応器による全反応混合物の処理量が前記反応器の体積１Ｌあたり２．５ｋｇ／ｈを超える場合には１．５である
方法によって達成される。
【００２０】
本発明に係る方法を実施することにより、反応器内で形成されたポリマーゲルは粘性を示さず、優れた流動挙動を示し、総重合速度は回分的な製造や、特に連続的な製造のための好ましい範囲にあり、所望のポリマーを得ることができる。
【００２１】
本願発明者らは、予期せぬことに、鉄の悪影響及びキレート化剤の悪影響は、両者の濃度を良好にバランスさせることによって減少又は完全に解消することができることを見出した。そのため、先行技術の教示とは対照的に、鉄イオンを反応混合物に存在させてラジカル重合させ、キレート化剤を上述したように鉄イオンに対するモル比が狭い範囲となるように存在させることが重要である。
【００２２】
また、本願発明者らは、前記方法を連続的に撹拌反応器内において実施する場合、上記課題を解決するために調節する鉄イオンに対するキレート化剤のモル比は、反応器の処理量並びに上述した条件に依存することを見出した。
【００２３】
興味深いことに、反応を回分反応器又は連続ベルト反応器を使用して行う場合には、鉄イオンに対するキレート化剤のモル比は上述した広い範囲とすることができる。
【００２４】
本発明の一実施形態では、前記キレート化剤は、鉄イオンに対するモル比が０．９〜３．５又は１．０〜３．５又は１．０〜２．５又は１．０〜２．０又は１．０〜１．５となる量で使用する。前記方法を撹拌反応器を使用して実施する場合には、上述した処理量に応じた上限を維持する。
【００２５】
前記方法を連続的に撹拌反応器内において実施する場合、前記鉄イオンに対する前記キレート化剤のモル比の上限は、前記反応器による全反応混合物の処理量が前記反応器の体積１Ｌあたり１．３ｋｇ／ｈ以下の場合には３．５、好ましくは３．０であり、前記反応器による全反応混合物の処理量が前記反応器の体積１Ｌあたり１．３ｋｇ／ｈを超え、２．５ｋｇ／ｈ以下の場合には２．５、好ましくは２．０であり、前記反応器による全反応混合物の処理量が前記反応器の体積１Ｌあたり２．５ｋｇ／ｈを超える場合には１．３、好ましくは１．２である。
【００２６】
また、前記鉄イオンは、前記水性モノマー混合物の総重量に対して０．２〜２．５ｗｐｐｍ又は０．２〜１．５ｗｐｐｍ又は０．２〜１．０ｗｐｐｍの量で前記水性モノマー混合物に含まれることが好ましい。
【００２７】
本発明の方法によって得られる超吸収性ポリマーの向上した特性は、特に、ゲル流動性（以下に記載するようにゲルフローインデックスとして測定される）、抽出分に対する遠心分離保持能力（ＣＲＣ）の比及び／又は製品の色である。
【００２８】
また、鉄イオン及びキレート化剤の濃度を本発明の範囲とすることにより、重合速度を制御するための有用かつ効率的なツールを提供することができる。これにより、重合反応器の上流における早過ぎる重合を防止すると共に、重合開始の長過ぎる遅延並びに重合速度の低下を生じさせることなく、共開始剤とモノマー溶液とを添加後に均一に混合するために十分な時間を設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】重合時に温度調節を行わない場合に、非撹拌２５０ｍＬガラス反応器内における回分重合によって得られる典型的な温度プロットを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
超吸収性ポリマーの商業的な製造方法において使用可能な鉄供給源は上述したとおりである。出発材料における残留鉄含有量は、苛性不飽和モノマー、モノマー混合物にリサイクルされるポリマー微粒子又はモノマー混合物にリサイクルされるスクラバー水と同様である。スクラバー水は、方法の任意の点から取り出した少なくとも１種のオフガスストリームに対して、排気前にスクラバー内において塩基性水溶液を使用してスクラビングを行うことによって得ることができる。そのようなオフガスストリームは二酸化炭素を含む場合があり、炭酸塩及び／又は炭酸水素塩を含有するスクラバー溶液が得られる場合がある。スクラバー溶液をリサイクルすることにより、ポリマー微粒子やモノマー等の排気ストリーム中の有用な材料を反応混合物に戻すことができる。また、スクラバー水は通常は塩基性であり、炭酸塩又は炭酸水素塩を含むため、モノマー混合物を中和するためにスクラバー水を使用することができ、中和反応時に二酸化炭素が生成するため、モノマー混合物が反応器に導入される前にモノマー混合物から酸素を除去することができる。
【００３１】
モノマー混合物の酸素濃度は、モノマー混合物の総重量に対して０．５ｗｐｐｍ未満又は０．３ｗｐｐｍ未満又は０．１ｗｐｐｍ未満に減少させることが好ましい。
【００３２】
本発明の方法に係るモノマー混合物は、出発材料に応じて鉄含有量が異なるように調製することができる。そのため、本発明では、方法に使用するモノマー混合物の鉄含有量を測定し、必要に応じて、好ましくは適当量の硫酸鉄（ＩＩＩ）水和物等の水溶性鉄塩を添加することによって鉄含有量を上記特定の好ましい範囲内に調節する。
【００３３】
本発明の一実施形態では、キレート化剤は、有機ポリ酸、リン含有ポリ酸（ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ  ｐｏｌｙａｃｉｄ）及びそれらの塩から選択される。好ましくは、キレート化剤は、ニトリロ三酢酸、エチレンジアミン四酢酸、シクロヘキサンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、エチレングリコール−ビス（アミノエチルエーテル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’−三酢酸、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’−三酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸、酒石酸、クエン酸、イミノジコハク酸、グルコン酸及びそれらの塩から選択される。
【００３４】
最も好ましいキレート化剤は、Ｖｅｒｓｅｎｅｘ（登録商標）８０（水溶液）としてＤｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手できるジエチレントリアミン五酢酸五ナトリウム塩である。
【００３５】
本発明の一実施形態では、モノマー混合物は、少なくとも１種のエチレン性不飽和酸と、共有結合型架橋剤として機能する少なくとも２つのエチレン性不飽和基を有する少なくとも１種のモノマーと、を含む。適当なα，β−エチレン性不飽和酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、イタコン酸及び２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸が挙げられる。これらの酸は酸性形態で使用することができるが、α，β−エチレン性不飽和酸はアルカリ金属塩又はアンモニウム塩として少なくとも部分的に中和された形態で使用することが好ましい。
【００３６】
好ましい不飽和酸としては、アルカリ金属塩又はアンモニウム塩等のアクリル酸塩及びメタクリル酸塩が挙げられる。必要に応じて、少量の酸モノマーのアルキルエステル（メタクリル酸メチル、アクリル酸メチル、アクリルアミド、メタクリルアミド又はポリエチレングリコールメチルエーテルの（メタ）アクリル酸エステル等）等の他の水溶性不飽和モノマーがモノマー混合物に存在していてもよい。モノマーは、好ましくは、モノマー水溶液の総重量に対して１０〜８０重量％の量で水溶液として使用する。モノマーの量は、モノマー水溶液の総重量に対して１５〜６０重量％であることが好ましい。また、ポリビニルアルコール、澱粉及び水溶性又は水膨潤性セルロースエーテル等のグラフトポリマーを生成物を調製するために使用することができる。グラフトポリマーは、α，β−エチレン性不飽和モノマーに対して約１０重量％以下の量で使用する。
【００３７】
吸水性ポリマーは、軽度に共有結合架橋させて水溶性又は水膨潤性とすることが好ましい。所望の架橋構造は、分子単位に少なくとも２つの重合性二重結合を有する架橋剤をモノマー混合物に含有させることによって得ることができる。架橋剤は、水溶性ポリマーを共有結合架橋させるために有効な量で使用する。架橋剤の好ましい量は、吸収した流体を保持するための所望の吸収能力及び所望の強度（圧力下吸収率（ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  ａｇａｉｎｓｔ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ（ＡＡＰ））及び負荷下吸収率（ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｕｎｄｅｒ  ｌｏａｄ（ＡＵＬ）））に応じて決定する。架橋剤は、α，β−エチレン性不飽和モノマー１００重量部あたり０．０００５〜５重量部の量で使用することが有利である。架橋剤の量は、α，β−エチレン性不飽和モノマー１００重量部あたり０．１〜１重量部であることがより好ましい。通常、架橋剤の量が使用するモノマー１００重量部あたり約５重量部よりも多い場合には、ポリマーの架橋密度が高くなり過ぎ、吸収能力の低下及びＡＵＬの上昇が生じる場合がある。架橋剤の量がモノマー１００重量部あたり０．０００５重量部未満である場合には、ポリマーの架橋密度が低くなり過ぎ、吸収対象の流体と接触した場合に粘性が高くなり、初期吸収率が低下する。
【００３８】
共有結合型架橋剤はα，β−エチレン性不飽和モノマーの水溶液に可溶性であることが好ましいが、架橋剤はα，β−エチレン性不飽和モノマーの水溶液に単に分散されてもよい。適当な分散剤の例としては、カルボキシメチルセルロース懸濁助剤、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース及びポリビニルアルコールが挙げられる。分散剤は、α，β−エチレン性不飽和モノマーの総重量に対して０．０００５〜０．１重量％の濃度で使用することが有利である。
【００３９】
適当な共有結合型架橋剤としては、１分子内にＣＨ２＝ＣＨＣＯ−、ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）ＣＯ−及びＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−からなる群から選択される基を２〜４個有する化合物が挙げられる。共有結合型架橋剤の例としては、ジアリルアミン；トリアリルアミン；エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、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、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン及びペンタエリスリトールのジアクリレート及びジメタクリレート；トリメチロールプロパン及びペンタエリスリトールのトリアクリレート及びトリメタクリレート；ペンタエリスリトールのテトラアクリレート及びテトラメタクリレート；アリルメタクリレート；テトラアリルオキシエタン；３〜３０個のエチレンオキシド単位を有するトリメチロールプロパン又はペンタエリスリトールの高度エチレンオキシド付加誘導体のアクリレート（高度エチレンオキシド付加トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールのテトラメタクリレート及びアリルメタクリレート等）が挙げられる。その他の適当な架橋剤としては、ポリエチレングリコールモノアリルエーテルアクリレート（ＰＥＧ  ＭＡＥ／Ａ）等のモノアリルエーテルポリエーテルモノアクリレートが挙げられる。共有結合型架橋剤の混合物を使用することもできる。
【００４０】
重合は、中和されていない酸モノマー又は重合前に完全又は部分的に中和された酸モノマーを使用して行うことができる。中和は、酸モノマー中に存在する酸基の１０〜９５％を中和することができる量の塩基にモノマー水溶液に接触させることによって簡便に行うことができる。塩基の量は、酸モノマー中に存在する酸基の４０〜８５％、最も好ましくは５５〜８０％を中和することができる量であることが好ましい。
【００４１】
モノマーの酸基を中和するために有用な化合物としては、重合工程に悪影響を与えることなく、酸基を十分に中和する塩基が挙げられる。そのような化合物の例としては、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩及び炭酸水素塩が挙げられる。
【００４２】
従来のビニル付加重合開始剤を水溶性モノマーと架橋剤の重合に使用することができる。モノマー溶液に十分に溶解して重合を開始させるフリーラジカル重合開始剤が好ましい。例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、ナトリウム過硫酸塩及びその他のアルカリ金属過硫酸塩等の水溶性過硫酸塩、過酸化水素及び２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）塩酸塩等の水溶性アゾ化合物を使用することができる。酸化成分として使用することができる過酸化水素又はナトリウム過硫酸塩等のレドックス開始剤系を亜硫酸塩、アミン又はアスコルビン酸等の還元物質と組み合わせることができる。開始剤は、α，β−エチレン性不飽和モノマーの総重量に対して０．０１〜１重量％、好ましくは０．０１〜０．５重量％の量で使用することができる。
【００４３】
また、超吸収性ポリマーの微粒子を調製工程にリサイクルすることができる（リサイクルすることが好ましい）。微粒子としては、製品仕様によって定義される所望の用途には小さすぎる粒子が挙げられる。従って、そのような望ましくない生成物を粒子状ポリマーから除去する。微粒子は、ＥＤＡＮＡ標準試験方法ＷＳＰ  ２２０．２（５）を使用した篩い分けによって判定（測定）することができる。また、微粒子は、粒子状超吸収性ポリマーを加熱するための流動層を使用して生成することもできる。高温空気流により、約３００μｍ以下の直径を有する粒子を飛び出させることができる。本発明では、３００μｍ未満又は２００μｍ未満の粒径を有するポリマー粒子を微粒子と定義する。
【００４４】
微粒子は本発明に係る方法の任意の段階にリサイクルすることができるが、以下に詳細に説明するように、微粒子はモノマー混合物にリサイクルすることが特に好ましい。また、以下に記載するように、他の適当な添加物を方法の適当な段階においてモノマー混合物に添加することができる。他の添加物は、例えば、アルカリ金属塩素酸塩、ポリエチレングリコール、シリカ又は酸化亜鉛等の水溶性金属酸化物等の有機又は無機粉末、界面活性剤、分散助剤、銀塩等の臭気制御剤及びその他の加工助剤から選択されてもよい。
【００４５】
以下、超吸収性ポリマーの調製のための最も好ましいエチレン性不飽和酸としてアクリル酸を使用して本発明について詳細に説明する。なお、当業者には、異なるモノマー又はモノマー混合物を使用して同一の方法を行うことができることは明らかであろう。
【００４６】
本発明に係る重合は回分又は連続方式で行うことができる。また、分散相における重合も可能である。
【００４７】
回分操作
通常、回分重合は撹拌容器内で行われる。反応物質を十分に混合することができ、重合によって形成されるポリマーゲルを造粒することができるニーダー型反応器が特に好ましい。使用可能なニーダー型反応器としては、米国特許第４，６２５，００１号に開示された反応器及びＬｉｓｔ  ＡＧ（スイス）（ＤＴＢ型、ＣＲＰ型、ＣＫＲ型、ＯＲＰ型等）から入手できる反応器が挙げられる。標準的な操作では、モノマー水溶液を調製し、反応器に充填する。モノマー溶液の総モノマー濃度は３８〜４５重量％であることが好ましく、モノマー溶液の温度は１０〜３５℃、より好ましくは１０〜３０℃であることが好ましい。アクリル酸は、４０〜８５％、より好ましくは６８〜７５％を中和する。モノマー溶液に溶解した酸素は、０．３ｐｐｍ未満の濃度まで除去することが好ましい。酸素は、適当な時間にわたって溶液に窒素をパージするか、炭酸塩溶液（例えばスクラバー水）を添加するか、それらの両方を行うことによって除去することができる。また、酸素は還元剤を添加して化学的に減少させることもできる。次に、開始剤を添加する。熱分解及び／又は酸化開始剤（アゾ開始剤、過酸化物又は過硫酸塩）を最初に添加し、アスコルビン酸等の共開始剤（レドックス系の還元成分）を次に添加する。共開始剤は通常は多少の遅延後に重合反応を開始させ、反応物質の温度が発熱反応によって上昇し始める。
【００４８】
図１は、重合時に温度調節を行わない場合に、非撹拌２５０ｍＬガラス反応器内における回分重合によって得られる典型的な温度プロットを示す。プロットは、４２％のモノマー濃度及び７０％の中和度を有するモノマー溶液の疑似断熱重合を示している。プロットは３つのセグメントに分割される。セグメント１は、共開始剤の混合後の開始遅延（共開始剤の添加と約１℃の温度上昇によって示される発熱反応の開始との間の時間）を示す。セグメント２は、約３５〜７５％の転化までの実質的に線形の温度上昇を示し、セグメント３は、重合速度が上昇し、転化が完了するセグメントを示す。セグメント３における反応速度の上昇はノリッシュ−トロムスドルフ効果（Ｎｏｒｒｉｓｈ  Ｔｒｏｍｍｓｄｏｒｆｆ  Ｅｆｆｅｃｔ）によって生じ得る。重合速度１及び２は、セグメント２及び３における温度上昇によるものである。重合速度は、反応物質の平均温度上昇率（℃／分）で示す。
【００４９】
非撹拌反応器内での実験等の断熱重合実験により、反応物質の温度上昇はモノマー転化を十分に正確に示すものであるため、重合反応速度を簡便に調べることができる。本願発明者らは、一連の実験を行うことによって鉄及びＶｅｒｓｅｎｅｘ（登録商標）８０の濃度が開始遅延及び重合速度に与える影響を調べた。
【００５０】
本願発明者らは、予期せぬことに、所与のモノマー溶液（発熱体）の回分重合時に記録された断熱温度上昇の分析によって得られる特定の情報により、回分及び連続方式によるモノマー溶液の重合挙動、得られるゲルの加工性及び最終的なポリマーの特性に関して有益な予測を行うことができることを見出した。このツールは、連続重合させるモノマー溶液のための最適な処方要件及び条件を評価及び説明するために使用することができる。本発明に係るモノマー溶液と最適な開始剤系の組み合わせは、１０秒〜２分（好ましくは２０〜１００秒）の開始遅延、３〜７０℃／分の重合速度１及び５０〜９０℃／分の重合速度２を生じさせることが好ましい。重合速度２は、少なくとも重合速度１以上であることが好ましい。
【００５１】
連続操作
本発明に係る連続処理は、少なくとも３つの領域を有する反応器内で行うことが好ましく、第１の領域は開始領域であり、第２の領域はゲル相領域であり、第３の領域は造粒領域であり、モノマー混合物は開始領域に供給する。
【００５２】
連続操作は、好ましくはニーダー法又はベルト法を適用することによって行うことができる。上述したように、本発明では、撹拌反応器系を使用する場合には、水性モノマー混合物における鉄イオンに対するキレート化剤のモル比を反応器による反応物質の処理量に応じて調節する。「撹拌反応器」とは、例えば連続ベルト反応器とは対照的に、反応物質の流れ（乱流等）による撹拌に加えて反応物質を撹拌するための手段を有する反応器を意味する。以下、撹拌反応器及び連続ベルト反応器を使用した場合の連続反応について詳細に説明する。
【００５３】
撹拌反応器における連続重合
好ましい撹拌反応器は、連続式ニーダー及び連続式押出機である。
【００５４】
ニーダー法を参照して撹拌反応器における連続重合について以下に説明する。撹拌反応器については、国際公開第ＷＯ０３／０２２８９６号に詳細に記載されている。連続重合では、重合開始が定期的かつ確実に連続して生じ、重合速度が所望の範囲にあることが重要である。上述したように酸素を十分に除去し、１０〜３０℃の温度を有するモノマー溶液を反応器の領域１（開始領域）に連続的に供給する。領域１では、既に形成されている高温ゲル及び冷却溶液（ｃｏｏｌｅｒ  ｆｅｅｄ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）を激しくバックミキシング（逆混合）する。モノマー溶液の組成及び状態に応じてかなりの転化が領域１で生じ、領域１において反応物質が加熱される。領域１における望ましい温度は６０〜１１０℃（好ましくは６９〜１０５℃）である。
【００５５】
領域１における温度が６０℃未満である場合には、反応速度の上昇開始が非常に遅くなり、低温のモノマーによって反応物質が冷却され、反応器における反応物質の所望の滞留時間に対して総重合速度が低くなり過ぎる場合がある。不完全に転化された物質が反応器から排出され、下流の操作において問題が生じる場合がある。領域１における温度は加熱（ジャケット加熱又は水蒸気噴射）することによって維持することができるが、経済的な理由から望ましくない。
【００５６】
開始領域における温度が約１１０℃よりも高くなると、開始速度及び総重合速度が高くなり過ぎ、得られるヒドロゲルの粘性が高くなり、乾燥が困難になる（ゲルフローインデックス及び製品特性の低下として測定される（特に、圧力下吸収率に対する遠心保持容量の比が悪化する））。
【００５７】
開始領域における転化率は３５〜７５％であると予想される。従って、領域１にはかなりの量のヒドロゲルが存在し、新たなモノマーを連続的にヒドロゲルに供給し、シャフトのニーダーツールによって混合する。国際公開第ＷＯ０３／０２２８９６号によれば、第１の領域において高い混合度が達成され、第１の領域は２つの相を含む「逆混合セグメント」として記載されている（図１）。第１の領域では、ポリマーへの転化及びグラフト化が生じ、さらなる架橋及び分岐が生じるように必須条件を定める。開始遅延を増加させると、より激しいバックミキシング及び存在するモノマーの吸収が生じ、グラフト化の望ましくない作用が助長される場合がある。
【００５８】
特に第１の領域の温度は、モノマー溶液の適切な組成及び調製によって制御する。供給溶液の温度を所望の範囲内に制御し、モノマー溶液に対して０．３ｐｐｍ未満の濃度まで溶存酸素を除去することが好ましい。モノマー濃度及び中和度は上述した好ましい範囲内に制御することが好ましく、開始剤は所望の濃度で添加しなければならない。
【００５９】
重合速度は、モノマー溶液にリサイクルされる微粒子の影響も受ける。微粒子はモノマー溶液内で膨潤し、モノマー溶液の粘度を増加させ、重合の早い段階でノリッシュ−トロムスドルフ効果を生じさせる。モノマー溶液内の微粒子は重合速度を上昇させる。超吸収性ポリマーの製造時に生じる全ての微粒子をリサイクルすることが望ましい場合がある。リサイクル比はモノマーの総重量に対して１〜２５％であってもよく、開始剤の濃度を設定する際にその作用を考慮に入れなければならない。
【００６０】
ベルト反応器における連続重合
ベルト反応器における連続重合についてはドイツ特許第３５  ４４  ７７０号に詳細に記載されている。重合は、いくつかの点においてニーダー及び押出機における重合と大きく異なる。モノマー溶液は移動するエンドレスコンベヤベルトの窪み形状部分に供給され、モノマー溶液の「湖」が形成される。供給点から多少の距離内で（多少の遅延後に）重合が開始し、反応物質が移動ベルトによって搬送されている間にゲルが形成される。ベルト上における供給領域の「湖」における乱流は供給ストリームによってのみ生じ、その他の撹拌操作は行われない。そのため、コンベヤーベルトの湾曲した窪み形状部分から平坦形状部分への遷移部分で放出される連続するポリマーゲルストランドにモノマー溶液が液体から転化する際に、ポリマーゲルとモノマー溶液のバックミキシングは実質的に生じない。ニーダー法との別の相違点は、重合がより低い温度（モノマー供給ストリームの温度）で開始することである。ベルト上の反応物質は混合、撹拌及び剪断されず、ベルトからゲルが取り除かれ、反応が実質的に終了した後に造粒される。ベルト上のゲルストランドはニーダー型反応器内の造粒ゲルと比較して低温のゲル表面を有し、外部から温度を制御する可能性は非常に限られており、ベルト重合では重合反応速度を制御することが重要である。
【００６１】
超吸収体ポリマーゲルの処理
使用する反応器の種類に関係なく、ゲルは反応器の供給又は開始領域とは反対側の端部に位置する領域から排出される。ニーダー型反応器を使用する場合には、クリーニングシャフトの側部にあるハウジングの開口部を介して調節可能な堰上でシャフトをクリーニングすることによってゲルを反応器から除去する。
【００６２】
スムーズな製造のために、反応器と下流の装置との間にポリマーゲルの緩衝格納容器（ｂｕｆｆｅｒ  ｃｏｎｔａｉｎｍｅｎｔ）を設けることが好ましい。緩衝格納容器は、所望量の緩衝材を保持すると共に、ポリマーゲルを９９％（より好ましくは９９．５％）を超える転化率に転化させる保持槽として機能する。また、緩衝格納容器では、添加物をポリマーに添加・混合することができる。緩衝格納容器の設計は、適切な撹拌及びゲルを所望温度に維持することができれば限定されない。緩衝格納容器は、ゲルを所望温度に維持するように断熱され、実質的な栓流を可能とし、ポリマーゲルを連続的かつ確実に導入及び排出することができるように設計されていることが好ましい。緩衝格納容器は、水平又は垂直に配置された単一又は並列式スクリューコンベア又は移動ベルトであってもよい。緩衝格納容器は、上流及び下流の複数の製造ライン処理を可能とするものであってもよい。１つの緩衝容器からのゲルに対して複数のゲル乾燥機を使用する場合には、ゲルストリームを適切に分割するために適切な数の合流点を設ける。
【００６３】
通常、得られたポリマーは、当技術分野で周知の手段を使用することによって所定の大きさに加工し、乾燥させる。適当な乾燥手段としては、流動層乾燥機、回転乾燥機、強制空気オーブン、循環排気乾燥機及びベルト乾燥機が挙げられる。乾燥は２以上の段階（多段乾燥）で行うこともできる。乾燥終了後、ポリマーを所定の大きさに加工し、好ましくは２ｍｍ未満（より好ましくは１ｍｍ未満）の重量平均直径を有する粒子を形成する。最終的なポリマー生成物は、少なくとも３００μｍの重量平均粒径を有することが好ましい。
【００６４】
乾燥及びサイジング後、超吸収性ポリマーの意図する商業的な利用に適切ではない小さ過ぎる粒径を有する粒子を除去するために、例えば篩い分けによって超吸収性ポリマーを分級する。
【００６５】
微粒子は本発明に係る方法の任意の段階にリサイクルすることができ、上述したように微粒子はモノマー混合物にリサイクルすることが特に有利である。
【００６６】
乾燥させた粒子には、製品の特性を改良するために公知の熱処理又は表面処理を行うことが望ましい。例えば、国際公開第ＷＯ９３／０５０８０号及び／又は米国特許第５，６２９，３７７号に記載された手順に従って乾燥させた粒子に対して熱処理を行うことができる。熱処理は、少なくとも１７０℃、より好ましくは少なくとも１８０℃の温度、最も好ましくは少なくとも１９０℃で行うことが好ましい。熱処理は、２５０℃未満、より好ましくは２４０℃未満の温度で行うことが好ましい。熱処理の方法は限定されない。例えば、強制空気オーブン、流動層ヒーター、パドル乾燥機又は加熱スクリューコンベヤを使用することができる。必要に応じて、取り扱いを容易にするために加熱したポリマーを再湿潤させることができる。ポリマー粒子を表面架橋させることによってポリマー粒子の吸収特性を向上させることができる。表面架橋の手順は当技術分野で周知であり、例えば米国特許第４，７３４，４７８号及び米国特許第４，４６６，９８３号に記載されている。表面架橋により、ポリマー粒子の弾性率及び／又は荷重下吸水性を増加させることができる。また、表面変性は、アルミニウム塩やシリカ等の添加剤を添加することによって行うこともできる。
【００６７】
撹拌反応器は大気圧以下で動作させることができ、温度調節によって水を蒸発させ、凝縮物を生成する。重合反応によって生成する凝縮物の総量はプロセス条件に応じて異なる。プロセス条件により、最終的なエネルギーバランス並びに温度調節系における蒸発部分が決まる。系における総エネルギー量は、系にエネルギーを追加するか、系からエネルギーを除去するエネルギーストリームのバランスである。エネルギーを追加するのは、重合及び供給ストリーム（温度による）、ジャケットから反応器への伝熱、混合エネルギーの消散及び任意の水蒸気注入である。エネルギーを除去するのは、熱容量及びゲル排出温度に応じた排出ゲルのエネルギー、反応器からジャケット及びシャフトへの伝熱及び蒸発による消費エネルギーである。上述した好ましい条件下では、蒸発させる水の量は、反応物質に存在する水に対して約８〜１８％である。蒸発させた水は反応器から除去し、個別に処理するか、凝縮させ、反応器内のゲルに戻すか、ゲルが乾燥するまで下流の工程に供給することができる。あるいは、適当な上流の工程（好ましくは反応器の第１の領域）にレドックス開始剤の還元成分と共にリサイクルするか、モノマー溶液調製装置にリサイクルすることができる。
【００６８】
経済的な理由から、ゲルの固形分を最大にし、凝縮物を蒸発させる必要がないように、ゲルから水の蒸発フラクションを除去することが好ましい。ただし、凝縮物の少なくとも一部をゲルにリサイクルすることにより、粘性を減少させ、流動挙動を向上させることができる。
【００６９】
ゲルの流動挙動を向上させる必要がない場合には、モノマー溶液又はその調製装置に凝縮物をリサイクルすることが望ましい。ただし、本発明では、凝縮物に存在する可能性のある不純物のために、上流の工程への凝縮物のリサイクルはプロセス安定性と製品品質に悪影響を与える可能性がある。本願発明者らは、予期せぬことに、本発明に従って鉄イオンに対するキレート化剤のモル比を調節することにより、上述したように凝縮物をリサイクル（水の対応するフラクションを置換する）しても望ましくない影響は与えないことを見出した。
【００７０】
実験
装置
【００７１】
２５０ｍＬガラス反応器
２５０ｍＬガラス反応器は、６．３ｃｍの内径を有する垂直ガラス容器及びグランドソケットを備えた４つの開口部を有する蓋からなる。蓋の第１の開口部は、酸素測定用電極を挿入するか、酸素測定用電極を挿入しない場合には閉じられ、第２の開口部には、ガスを放出するためのガス逆止め弁が設けられ、第３の開口部には、窒素パージ及び添加剤の注入に使用される封管（２３ｍｍの長さを有するガラス製パスツール・ピペット；供給者のブランド  Ｄ  ７９８６１  Ｗｅｒｔｈｅｉｍ）が設けられる。封管は、シリコンホースで窒素供給装置に接続される。添加剤は、注射器及び中空針を使用し、シリコンホースを介してピペットに注入する。第４の開口部には、先端が反応物質の中心部の温度を測定するように熱電対（ＰＴＦ  １００）が挿入される。
【００７２】
実験用ニーダー型反応器
実験用ニーダー型反応器は、一軸式ニーダー型反応器（Ｌｉｓｔ  ＡＧ（スイス）製「ＤＴＢ  １．５」）である。反応器は、加熱冷却用ジャケット、真空装置、窒素供給装置、外部に弁を有する添加剤（開始剤等）添加用ドームに挿入されたパイプ及び反応器制御装置を備える。モノマー溶液に接触する金属面は、必要に応じて苛性剤及びクエン酸によって不動態化する。
【００７３】
変形型Ｌｉｓｔ  ＤＴＢ  １．５反応器
３．１Ｌの総反応器体積を有する同一の実験用反応器（Ｌｉｓｔ  ＤＴＢ  １．５）を以下の変更を加えた上で連続操作に使用した。
【００７４】
すなわち、駆動部の反対側で水平ハウジングを閉じる回分反応器のサイトグラスを、上部に５５ｍｍの円形開口部を有し、ゲル容器が固定された排出管を備えたフッ化プラスチック（ＣｈｅｍＲｅｓｉｓｔ）被覆金属板に変更した。このエンドプレートによってポリマーゲルを連続的に排出することができる。エンドプレートは、反応器の理論充填度を約６０％とする堰として機能する。
【００７５】
モノマー溶液を連続的に供給するために、ドームを貫通するパイプを介してモノマー溶液を貯蔵容器から反応器に供給する搬送ラインが設けられている。搬送ラインは、反応器に近接して設けられ、開始剤及び任意のその他の添加剤（スクラバー水等）を連続的に供給されるモノマーに連続的に添加するための適当なＴ取付部を備えたプラスチックホースから実質的になる。モノマー溶液及び添加剤は適当な蠕動ポンプによって供給する。Ｔ合流点の上流の供給系には、酸素を適当に除去するために窒素ストリームをモノマー溶液にパージするためのガラスフリットを下端に保持する封管を備えた０．５Ｌ気泡塔が一体化されている。
【００７６】
ゲル乾燥機
実験用ゲル乾燥機
実験室規模のゲル乾燥実験は、バッチ式流動層乾燥機「ＣＴＬ」（Ａｌｌｇａｉｅｒ−Ｗｅｒｋｅ  ＫＧ（Ｕｌｍｅｒ  ｓｔｒ．  ７５、Ｄ−７３３６  Ｕｈｉｎｇｅｎ）製）を使用して行った。乾燥機には、直径が２０ｃｍのＣｏｎｉｄｕｒ微細穴プレートを下部に有する円錐形流動化室、排気装置、空気ヒーター、フレッシュエアフィルタ、自動除塵式排気エアフィルタ及びコントロールボックスが設けられている。空気ストリームは下部から上部に向かって流れ、循環されない。流動化室は、金属スクリーンからなる底部を有するバスケットを保持する。乾燥させるゲルをバスケットに配置して約５ｃｍの厚みを有するゲル層を形成し、ゲル層を介して強制的に供給される高温空気ストリームで乾燥させる。この乾燥機はプラント規模のベルト乾燥機をシミュレートすることができる。
【００７７】
方法
分析方法
【００７８】
遠心保持容量（ＣＲＣ）
【００７９】
ＥＤＡＮＡ標準試験方法：ＷＳＰ  ２４１．２（０５）
遠心分離後の食塩水における流体保持能力の重量測定法（Ｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｆｌｕｉｄ  Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ  Ｃａｐａｃｉｔｙ  ｉｎ  Ｓａｌｉｎｅ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ａｆｔｅｒ  Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｔｉｏｎ）
【００８０】
圧力下吸収率（ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  ａｇａｉｎｓｔ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ（ＡＡＰ）又はａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｕｎｄｅｒ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ（ＡＵＰ））
ＥＤＡＮＡ標準試験方法：ＷＳＰ  ２４２．２（０５）
圧力下吸収率の重量測定法（Ｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ｕｎｄｅｒ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）
【００８１】
抽出分
ＥＤＡＮＡ標準試験方法：ＷＳＰ  ２７０．２（０５）
電位差滴定による抽出可能ポリマー含有量の測定（Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｅｘｔｒａｃｔａｂｌｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｃｏｎｔｅｎｔ  ｂｙ  Ｐｏｔｅｎｔｉｏｍｅｔｒｉｃ  Ｔｉｔｒａｔｉｏｎ）
【００８２】
残留アクリル酸（ｒｅｓｉｄｕａｌ  ａｃｒｙｌｉｃ  ａｃｉｄ（Ｒｅｓ．  ＡＡ））
ＥＤＡＮＡ標準試験方法：ＷＳＰ  ２１０．２（０４）
超吸収性材料における残留モノマー量の測定−ポリアクリレート超吸収性ポリマー
【００８３】
モノマー溶液中の酸素
モノマー溶液に溶解した酸素の測定には電気化学法を使用する。
【００８４】
装置及び材料
・マイクロプロセッサ酸素濃度計「Ｏｘｉ  ２０００」
・金陰極及び銀陽極を備えた膜被覆電気化学センサー（ＷＴＷ  Ｔｒｉｏｘｍａｔｉｃ  ２０３）
・較正セル「ＷＴＷ  ＰＥ／ＯＸＩ  ＯｘｉＣａｌ」
・磁気撹拌子、センサーバー用取付部、容器内窒素ストリーム用取付部、排出ガスストリーム用取付部、モノマー溶液導入用取付部を備えた２５０ｍＬの四口ガラス容器
・マグネチックスターラー
・ホースポンプ
・適当なサイズ及び長さのＰＥホース
【００８５】
手順
較正セル「ＷＴＷ  ＰＥ／ＯＸＩ  ＯｘｉＣａｌ」を使用し、水蒸気で飽和状態にした空気内においてセンサーを較正する。較正セルのユーザマニュアルに正確に従って行う。モノマー溶液中の酸素濃度を測定するために、モノマー溶液に適当であり、装置の供給業者と協力して開発したプログラム（ＰＲＯＧ  ＃６）を選択した。
【００８６】
モノマー溶液中の酸素濃度の測定：
測定の前に、マイクロプロセッサ酸素濃度計の電源を入れ、ＷＴＷが推奨するように少なくとも３０分間適切な偏光用モードに維持する。
【００８７】
膜被覆センサー及び磁気撹拌子を保持するための開口部を有し、マグネチックスターラー上に配置された２５０ｍＬガラス反応器に測定対象のモノマー溶液を入れる。
【００８８】
較正したセンサーをモノマー溶液の表面に対して約４５°の角度でガラス反応器又はガラス容器に固定し、スターラーの電源をＯＮにし、必要なセンサーへの流量を確保し、容器の上部空間からのガスが溶液内に気泡を形成しない速度に設定する。「ＰＲＯＧ」ボタンを押した後、酸素濃度を測定し、表示する（ｐｐｍ（ｍｇ／Ｌ））。安定した後（数分後）の数値を採用する。
【００８９】
二酸化炭素の存在下では、電解質溶液の緩衝能力は短期的な暴露の場合には十分である。長期的な暴露の場合には、二酸化炭素によってｐＨ値が酸性領域にシフトし、数値が上昇する。そのため、センサーは各測定後にＷＴＷの手順に従って再設定する。センサーの電解質溶液を交換し、陰極及び陽極をクリーニングし、膜を新しい膜と交換する。
【００９０】
モノマー溶液中の鉄
鉄測定キット「Ｖｉｓｃｏｌｏｒ（登録商標）  ＥＣＯ」（Ｍａｃｈｅｒｙ−Ｎａｇｅｌ製（商品番号：９３１  ０２６））を使用してモノマー溶液中の鉄濃度を測定する。この試験は、０．０４〜１ｍｇ／Ｌ（ｐｐｍ）の範囲のモノマー溶液中の鉄濃度を測定する場合に適している。モノマー溶液が１ｐｐｍを超える鉄を含む場合には、溶液を脱イオン水で希釈する。誤った結果が得られることを防ぐために、キレート化剤を溶液に添加する前に測定を行う。
【００９１】
硫酸鉄（ＩＩＩ）水和物（Ｒｉｅｄｅｌ−ｄｅ  Ｈａｅｎ、注文番号：３１  ２３５）を使用してモノマー溶液中の鉄濃度を所望の濃度に調節した。
【００９２】
ゲルフローインデックス（ＧＦＩ）
超吸収性ゲルが反応器又は押出機から排出される際の流動挙動を評価するために使用する方法について説明する。流動特性はゲルフローインデックス（ＧＦＩ）として判定する。この方法により、篩い積層体を構成する適切な篩いを通過するゲル粒子の流れを定量化する。
【００９３】
装置及び材料
・２０ｃｍの直径及び２５ｍｍ、２０ｍｍ、１６ｍｍ、１０ｍｍ又は８ｍｍのメッシュサイズを有する篩い
・篩い積層体を保持するためのプラスチックトレー（長さ：３０ｃｍ、幅：２５ｃｍ、高さ：５ｃｍ）
・２Ｌプラスチックバッグ
・搬送及び短時間保管時にプラスチックバッグから試料を採取し、試料を所望の温度に維持するための断熱ボックス
・５００ｍＬプラスチックビーカー
・はかり
【００９４】
手順
篩いを積層して篩い積層体を形成し、プラスチックトレーに配置する（以下の図を参照）。
分析対象の試料を含む供給源から採取したゲル試料をプラスチックバッグに入れ、直後に断熱ボックスに入れて測定まで所望温度に保持する。プラスチックバッグ内の試料の２００ｇを慎重にプラスチックビーカーに秤量し、篩い積層体の上部の篩いに広げる。ゲルに触れたり、ゲルを押圧しないようにし、ゲルの自発的な重量流動挙動に影響を及ぼさないように篩いに振動を与えないようにする。
【００９５】
ゲル試料を放置して２分間にわたって篩いを通過させた後、篩い上のゲルの一部の重量を測定する。
【００９６】
【数１】
2013523924.tif 000002
【００９７】
式中、ｗｉは篩い上のゲルの重量であり、αｉは篩い関連重み係数（２５ｍｍの篩いの重み係数は０であり、２０ｍｍの篩いの重み係数は０．２であり、１６ｍｍの篩いの重み係数は０．４であり、１０ｍｍの篩いの重み係数は０．６であり、８ｍｍの篩いの重み係数は０．８であり、トレー上のゲルの重み係数は１．０である）、ｗｔｏｔは合計ゲル重量である。
重量の合計を算出することによってゲルフローインデックスを算出する。
【数２】
2013523924.tif 000003
正確さを期すために上記手順を繰り返し、２回の測定の平均値をＧＦＩとする。
【実施例】
【００９８】
実験室規模
実験室規模の実験のためのモノマー溶液の調製
【００９９】
９９．９％アクリル酸３４．６４部及び５０％ＮａＯＨ（中和度：７０％）２５．８５部を慎重に混合し、混合物の温度を３５℃未満に維持するように冷却してモノマー溶液を調製した。水３０．６９部、ＨＥ−ＴＭＰＴＡ０．０９部（アクリル酸に対して２７００ｐｐｍ）及びＰＥＧ６００  ０．３５部（アクリル酸に対して６０００ｐｐｍ）を混合物に添加した。混合物の鉄濃度を測定し、必要に応じて補充した。その後、５％Ｖｅｒｓｅｎｅｘ（登録商標）８０（トリアミン五酢酸ナトリウム塩）を所望の濃度に添加した。
【０１００】
２５０ｍＬガラス反応器における重合
【０１０１】
モノマー溶液２２９．０５ｇを入れた２５０ｍＬガラス反応器を水浴に配置し、溶液の温度を２３±１℃に調節した。封管内の窒素流量を２００Ｌ／ｈに調節して混合物から酸素を５分間にわたって除去し、３分間かけて５０Ｌ／ｈまで減少させた。その直後に炭酸ナトリウムの１０％水溶液１７．３ｇをピペットに注入して中和度を７０％並びにモノマー（ＡＡ及びＮａ−ＡＡ）濃度を４２％とした。炭酸塩溶液（Ｎａ２ＣＯ３）の添加直後に激しい反応が開始し、非常に微細な気泡としてＣＯ２が放出された。３分後にピペットを溶液から取り出すと、反応器の上部空間に窒素が放出され、微細なＣＯ２気泡が溶液から分離した。モノマー溶液中の酸素濃度は０．１ｐｐｍまで低下した。ピペットを溶液に再び挿入した後、窒素流量を２００Ｌ／ｈに設定して激しく混合し、３％Ｈ２Ｏ２溶液０．５８ｇ（アクリル酸に対して２００ｐｐｍ）及び１０％Ｎａ２Ｓ２Ｏ８１．３ｇ（アクリル酸に対して１５００ｐｐｍ）をフレキシブルホースを介して窒素ストリームに注入した。３０分後、０．９％アスコルビン酸ナトリウム溶液１．７８ｇ（アクリル酸に対して１８５ｐｐｍ）を添加して重合を開始させ、反応物質の温度はピーク温度に上昇した。重合開始直後、ピペットを取り出し、窒素流量を５０Ｌ／ｈに減少させて反応器内の雰囲気を不活性雰囲気とした。反応物質の温度はＰＴ１００熱電対を使用して記録した。ピーク温度に達した後、７０℃に予熱した水浴に反応器を１時間浸漬した。その後、反応器の蓋を取り除き、ゲルブロックを反応器から排出した。乾燥及び下降のために十分なゲルを得るために、２つの反応器を使用して同一のモノマー溶液を同一の条件で処理し、得られたゲルを混合した。
【０１０２】
実験室規模におけるゲルのサイジング、乾燥、粉砕及び篩い分け
２５０ｍＬガラス反応器内の重合によって得られたゲルブロックを６０℃を超える温度で細かく切断し、８ｍｍの開口部を有するダイプレートを備えたキッチン用肉挽機で押出成形した。次に、押し出されたゲルの４００ｇをメッシュサイズが２ｍｍの金属スクリーンからなるバスケットに配置した。ゲルを配置したバスケットを実験用乾燥機に入れ、５ｍ／秒の高温空気ストリーム（１８０℃）によって２０分間乾燥させた。乾燥させたポリマーをロールミルによって粉砕し、１５０〜８５０μｍのメッシュサイズのＲｅｔｓｃｈ製篩い積層体で篩い分け、分析用フラクションを得た。
【０１０３】
実施例１〜１４
【０１０４】
上述した方法により、モノマー溶液を調製し、モノマーを重合させ、得られたポリマーゲルを処理した。モノマー溶液の鉄濃度を測定し、表１に示す値となるように鉄を補充した。その後、５％Ｖｅｒｓｅｎｅｘ（登録商標）８０（ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム塩）を溶液に添加した（表１を参照）。リサイクル用の微粒子は溶液に分散されていなかった。
【０１０５】
【表１】
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【０１０６】
表１から明らかなように、実施例により、特にＣＲＣ／抽出分比及びカラー値が向上した。
【０１０７】
Ｌｉｓｔ  ＤＴＢ  １．５反応器における回分重合
【０１０８】
実施例１５〜２２では、一軸式ニーダー型反応器（Ｌｉｓｔ  ＡＧ（スイス）製「ＤＴＢ  １．５」）を使用して回分重合を行った。
【０１０９】
上述したように調製したモノマー溶液１１９４，８ｇをドームを介して反応器に入れ、蓋を固定することによってドームを閉じた。反応器の撹拌機を稼働させ、反応器及び反応器内のモノマー溶液の温度を約３０℃に調節した。溶液から酸素を除去するために、反応器内の圧力を２分間にわたって１００ｍｂａｒ未満に低下させた後、窒素を導入した。上記操作を２回繰り返した。次に、ドームのパイプを介して１０％炭酸ナトリウム水溶液８７．１９ｇを注入すると、モノマー溶液が泡立った。圧力を１００ｂａｒ未満に再び低下させた後、撹拌機を約２分間にわたって停止させ、ＣＯ２気泡を溶液から分離させた。撹拌機を再び作動させた後、開始剤（３％過酸化水素溶液２．９１ｇ及び１０％過硫酸ナトリウム溶液６．５４ｇ）をパイプを介して添加した。脱イオン水２０ｍＬでパイプを洗浄し、モノマー溶液を２分間混合した後、０．７％アスコルビン酸ナトリウム溶液１１．５２ｇをパイプを介して添加した。窒素によって反応器内の圧力を常圧に設定すると共に反応器内を不活性雰囲気とした。表２に示す遅延後、反応物質の温度が上昇し、反応物質の温度に追従するようにジャケットの温度を調節した。反応物質が５０℃に達した時にジャケットの温度を７０℃に設定し、ポリマーゲルを反応器内において７０℃で３０分間保持した。その後、反応器のエンドプレートを取り除き、自由に流動するゲル粒子を反応器から排出した。得られたポリマーは上述したように処理した。実施例１５〜２４は上述した手順で行った。結果を表２に示す。
【０１１０】
【表２】
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【０１１１】
表２から明らかなように、本発明に係る実施例により、比較例と比較して製品特性（特にＣＲＣ及びＣＲＣ／抽出分比）が向上した。
【０１１２】
変形型Ｌｉｓｔ  ＤＴＢ  １．５反応器における連続重合
【０１１３】
実施例２５−１〜２５−２
【０１１４】
上述したようにモノマー溶液を調製し、溶液の鉄含有量を（溶液に対して）０．５ｐｐｍに設定した。モノマー溶液は表３に示すようにキレート化剤を含んでおり、モノマー溶液の温度は２２℃に調節・維持した。開始剤溶液を別の容器内で調製し、酸素を除去した後、Ｔ取付部を介してモノマー溶液に供給した。
【０１１５】
変形型反応器の上部空間を連続的な窒素ストリーム（２００Ｌ／ｈ）によって不活性雰囲気に維持し、反応器のジャケットの温度を９０℃に設定した。モノマー溶液（２２℃、４．０ｋｇ／ｈ（反応器体積１Ｌあたり１．２９ｋｇ／ｈ）、２０Ｌ／ｈの窒素ストリームによって気泡塔内で酸素を除去）、３５％過酸化水素（アクリル酸に対して４００ｐｐｍ）水溶液、１０％過硫酸ナトリウム（アクリル酸に対して１８００ｐｐｍ）水溶液、１０％炭酸ナトリウム及び２％ＮａＯＨを含む２０％スクラバー水（アクリル酸に対する量）及び０．７％エルソルビン酸ナトリウム（アクリル酸に対して２００ｐｐｍ）水溶液を反応器に連続的に供給した。スクラバー水の炭酸塩によって酸素を完全に除去し、炭酸ナトリウムによって重合反応が直ちに開始した。
【０１１６】
定常状態では、モノマー溶液は反応器内のポリマーゲル（平均約１．７ｋｇ）と少なくとも部分的に混合され、ポリマーゲルは端部プレートの開口部及び排出管を介してゲル容器に連続的に排出される。排出されたゲルは６０分間にわたって窒素下に保持し、上述したように処理した。なお、比較例２５−２ではゲルの粘性が高くなり、（主としてドームがハウジングに連結された部分において）反応器が目に見えて汚染された。当該領域ではゲルの塊が生じてドームを塞ぐ可能性があったため、手作業で除去しなければならなかった。このような場合にはシャフトのトルク値が上昇した。
【０１１７】
実施例２６−１〜２６−３
【０１１８】
処理量を７．７５ｋｇ／ｈに設定し、Ｖｅｒｓｅｎｅｘ  ８０（登録商標）の濃度を表３に示すように調節したこと以外は実施例２５と同様な操作を行った。結果を表３に示す。実施例２６−１では、モノマー溶液の反応性が非常に高くなり、ゲルの粘性が高くなり過ぎたために実験は成功しなかった。実施例２６−３では、Ｖｅｒｓｅｎｅｘ  ８０（登録商標）の濃度が高過ぎるために重合反応が抑制され、反応器内においてモノマーの十分な転化が生じず、反応物質の粘性が高くなった。そのため、シャフト及びハウジングが汚染され、反応器内に原料が過充填されたため、定常状態に達する前に実験を中止せざるを得なかった。
【０１１９】
実施例２７−１〜２７−３
【０１２０】
処理量を９ｋｇ／ｈに設定し、Ｖｅｒｓｅｎｅｘ  ８０（登録商標）の濃度を表３に示すように調節したこと以外は実施例２５と同様な操作を行った。結果を表３に示す。実施例２７−１では、モノマー溶液の反応性が非常に高くなったために実験は成功しなかった。実施例２７−３では、Ｖｅｒｓｅｎｅｘ  ８０（登録商標）の濃度が高過ぎるために重合反応が抑制され、反応器内においてモノマーの十分な転化が生じず、反応物質の粘性が高くなった。そのため、シャフト及びハウジングが汚染され、反応器内に原料が過充填されたため、定常状態に達する前に実験を中止せざるを得なかった。このような場合にはトルク値が上昇した。
【０１２１】
実施例２８−１及び２８−２
【０１２２】
モノマー溶液内の鉄イオン濃度を１ｐｐｍに設定し、Ｖｅｒｓｅｎｅｘ  ８０（登録商標）の濃度を表３に示すように調節したこと以外は実施例２７と同様な操作を行った。結果を表３に示す。実施例２８−２では、Ｖｅｒｓｅｎｅｘ  ８０（登録商標）の濃度が高過ぎるために重合反応が抑制され、反応器内においてモノマーの十分な転化が生じなかった。そのため、反応物質の粘性が高くなり、シャフト及びハウジングが汚染され、反応器内に原料が過充填されたため、定常状態に達する前に実験を中止せざるを得なかった。
【０１２３】
【表３】
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【０１２４】
実施例２９：Ｐ２４のプラント規模の実験
【０１２５】
実施例２９−１
９９．７％アクリル酸３１４０ｋｇ／ｈ、アクリル酸の６７％を中和する２４％水酸化ナトリウム溶液４６４５．７ｋｇ／ｈ、脱イオン水１１０８ｋｇ／ｈ及び５％ＤＴＰＡ−５Ｎａ（Ｖｅｒｓｅｎｅｘ  ８０（登録商標））溶液をモノマー溶液調製装置に供給して（全溶液に対して）０．３ｐｐｍの鉄イオン濃度を有し、Ｆｅ３＋に対するＤＴＰＡ−５Ｎａのモル比が０．９９のモノマー溶液を得た。前記モノマー溶液（温度：２２℃、全固形分濃度：３９．５％）を９８００ｋｇ／ｈの供給速度で二軸式反応器（Ｌｉｓｔ  ＯＲＰ  ４０００）に供給した。ＨＥ−ＴＭＰＴＡ（ＳＲ９０３５、Ｃｒａｙ  Ｖａｌｌｅｙ  Ｆｒａｎｃｅ製、アクリル酸に対して１９１０ｐｐｍ）５．９８ｋｇ／ｈ、６０％ＰＥＧ６００溶液２８．７ｋｇ／ｈ（アクリル酸に対して６０００ｐｐｍ）及び１４％硫酸ナトリウム溶液（アクリル酸に対して１．５％）３３５ｋｇ／ｈを搬送ラインに注入して混合物に添加した。ＳＡＰ微粒子（アクリル酸に対して１３％）４０７ｋｇ／ｈ（分散機を介して供給）、３％過酸化水素溶液４１．７ｋｇ／ｈ、１０％過硫酸ナトリウム溶液（アクリル酸に対して１８００ｐｐｍ）５６．３４ｋｇ／ｈ及び１０％炭酸ナトリウム及び２．９％ＮａＯＨを含むスクラバー水４７０ｋｇ／ｈを、窒素ストリーム約１３．５ｋｇ／ｈと共に供給ストリームに連続的に注入した。また、０．７％エリソルビン酸ナトリウム水溶液（アクリル酸に対して２２０ｐｐｍ）９８．４  ｋｇ／ｈを反応器の供給領域に連続的に供給した。さらに、反応器の底部弁を介して、１３３℃（２バール）のストリーム７０ｋｇ／ｈを反応物質に供給した。１０，４０７ｋｇ／ｈ（総反応器体積１リットルあたり２．４２ｋｇ／ｈ）の反応物質処理量で反応器を作動させた（全固形分濃度：４１％）。
【０１２６】
領域１を９５〜１０２℃（先端が反応物質に接触するようにジャケット及びハウジングに形成されたボーリング内に取り付けられた熱電対で記録）に維持するために反応器のジャケット及びシャフト領域１を１４０℃（２．９バール）のスチームによって加熱した。反応器の領域３は冷却水によって冷却した。領域２及び３のシャフト及び領域３のジャケットは１８℃の冷却水で冷却した。
【０１２７】
約９４０ミリバールの絶対圧力において反応器内で重合が生じ、領域１で記録された温度は１０１℃（加熱されたジャケットによる）であり、領域２で記録された温度は９０．２℃であり、領域３で記録された温度は９２．４℃だった。蒸発した水は反応器の上方の凝縮器で凝縮し、反応器の領域３のゲルに還流させた。自由に流動する造粒ゲルを反応器から保持槽に連続的に排出し、８９．５℃で約１時間滞留させた後、８８．５℃の温度で押出機に供給し、放射状に配置された１３ｍｍの広いスリットを有するダイプレートによって細かく刻み、ベルト乾燥機上において１４５℃の空気ストリーム内で約２０分間乾燥させた。乾燥させたポリマーをロールミルによって粉砕した後、篩い分けて１５０〜８５０ｍｍの粒径を有する粒子状ポリマーを得た。得られたポリマーの品質データを表４に示す。
【０１２８】
実施例２９−２
ＤＴＰＡ−５Ｎａ（Ｆｅ３＋）のモル比が１．８６となるようにＶｅｒｓｅｎｅｘ  ８０（登録商標）の濃度を調節し、反応物質への水蒸気注入を約１１０ｋｇ／ｈまで自動的に増加させた以外は、実施例２９−１と同様な操作を行った。領域１の温度は実質的に所望の温度領域に維持することができた。
【０１２９】
実施例２９−３
ＤＴＰＡ−５Ｎａ（Ｆｅ３＋）のモル比が３．７１となるようにＶｅｒｓｅｎｅｘ  ８０（登録商標）の濃度を調節し、水蒸気注入並びにジャケット及びシャフトの加熱を最大限まで行った以外は、実施例２９−１と同様な操作を行った。それにもかかわらず、領域１の温度は臨界温度未満となり、重合反応の排出端部に向かうシフトが生じ、定常状態に至ることなく、下流のプロセス問題を防ぐために実験を中止しなければならなかった。
【０１３０】
【表４】
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【０１３１】
移動ベルト上における連続重合
苛性剤で７０％の中和度まで中和した３３．２％アクリル酸（２０℃）を含むプラント規模で製造したモノマー溶液を貯蔵タンクに入れ、窒素パージによって酸素を除去した。アクリル酸に対して２７００ｐｐｍのＨｅ−ＴＭＰＴＡ及びアクリル酸に対して６０００ｐｐｍのＰＥＧを溶液に添加し、溶液の鉄含有量を（溶液に対して）０．５ｐｐｍに調節した。貯蔵タンクから搬送ラインを介して０．３３ｍ／ｍｉｎの速度で移動する反応器の移動ベルトに３５０ｋｇ／ｈの供給速度で溶液を連続的に供給した（ベルト上の反応物質の滞留時間：４５分）。アクリル酸に対して２００ｐｐｍの過酸化水素、１５００ｐｐｍの過硫酸ナトリウム及び１０％炭酸ナトリウム水溶液（２０％）を適切な供給速度で搬送ラインに添加した。インラインミキサーによって成分を十分に均質化させた。アクリル酸に対して１５０ｐｐｍのアスコルビン酸ナトリウム溶液をベルト上のモノマー溶液に噴霧した。炭酸塩から生じたＣＯ２を溶液から分離し、移動ベルトに沿って約２０ｃｍ延びる「モノマーの湖」を実質的に覆う発泡体を発生させた。反応物質は重合し、供給点から移動するにつれて温度は約１１０℃に上昇した。ゲルストランドをベルトの端部で連続的に塊状に排出し、１３ｍｍのダイプレートによって押出成形し、分散ベルトによって乾燥機のベルト上に連続的に分散させた。ベルト乾燥機内で１６０℃の高温空気ストリームによってゲルを４０分間乾燥させた。乾燥させたポリマーを粉砕し、篩い分けた。
【０１３２】
表５に示すように４回の実験を行った。結果を表５に示す。
【０１３３】
【表５】
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【図１】
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【国際調査報告】
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