(57)【要約】【課題】  高品質の吸水性樹脂を、低コストで製造する手段を提供する。【解決手段】  エンドレスベルト106上に単量体を含む水溶液102を供給する段階（ａ）と、前記水溶液102に含まれる水を沸騰状態で蒸発させながら前記単量体を重合させて、含水重合体108を膨張させる段階（ｂ）と、膨張により、前記含水重合体108を前記エンドレスベルト106から不規則状に剥離させる段階（ｃ）と、膨張した前記含水重合体108を収縮させて回収する段階（ｄ）とを含む、吸水性樹脂の製造方法によって、上記課題は解決される。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドレスベルト上に単量体を含む水溶液を供給する段階（ａ）と、
前記水溶液に含まれる水を沸騰状態で蒸発させながら前記単量体を重合させて、含水重合体を膨張させる段階（ｂ）と、
膨張により、前記含水重合体を前記エンドレスベルトから不規則状に剥離させる段階（ｃ）と、
膨張した前記含水重合体を収縮させて連続的に回収する段階（ｄ）とを含む、吸水性樹脂の製造方法。
【請求項２】
前記単量体は、アクリル酸および／またはその塩である、請求項１に記載の吸水性樹脂の製造方法。
【請求項３】
前記エンドレスベルトに供給される水溶液中の前記単量体の濃度が、３０〜７０質量％である、請求項１または２に記載の吸水性樹脂の製造方法。
【請求項４】
前記エンドレスベルトに供給される水溶液の温度が、５０〜１０５℃である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の吸水性樹脂の製造方法。
【請求項５】
さらに、回収された含水重合体を解砕する段階（ｅ）、解砕された含水重合体を乾燥させて、ベースポリマーを得る段階（ｆ）、および前記ベースポリマーを表面架橋させる段階（ｇ）を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の吸水性樹脂の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸水性樹脂の連続製造方法に関する。より詳しくは、本発明は、水溶液中に含まれる単量体の連続重合によって、吸水性樹脂を製造する方法に関する。本発明の方法によって製造された吸水性樹脂は、紙おむつや生理用ナプキンなどの衛生用品、土壌用保水剤などに有効に用いられる。
【背景技術】
【０００２】
吸水性樹脂は、優れた吸水力を有する樹脂であり、その特性を活かして幅広い用途に適用されている。例えば、吸水性樹脂は、紙オムツ、生理用ナプキンなどの衛生用品、土壌用保水剤などに適用されている。
【０００３】
このような吸水性樹脂（高吸水性樹脂、吸水性ポリマーとも呼ばれる）は、例えば、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ７２２３−１９９６に記載されており既に公知である。上記の吸水性樹脂としては、例えば、ポリアクリル酸部分中和物架橋体、澱粉−アクリル酸グラフト重合体の加水分解物、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体ケン化物、アクリロニトリル共重合体若しくはアクリルアミド共重合体の加水分解物又はこれらの架橋体、及びカチオン性モノマーの架橋体等が知られている。
【０００４】
吸水性樹脂は衛生用品や土壌用保水剤における使用量が比較的大きいため、吸水性樹脂を用いた製品のコスト競争力にも大きな影響を及ぼす。そこで、吸水性樹脂の製造コストを削減する技術の開発が、所望されている。
【０００５】
吸水性樹脂を水溶液重合によって製造する場合には、単量体および重合開始剤を含む水溶液を準備する。該水溶液において水溶液重合を進行させ、ゲル状の含水重合体を得る。含水重合体を解砕した後、粒子状の含水重合体を乾燥させて、粒子状のベースポリマーを得る。続いて、ベースポリマーを表面架橋させることによって、吸水性樹脂を得る。
【０００６】
かような工程においては、含水重合体の乾燥に多量のエネルギーが必要である。そこで、高濃度の単量体を含む水溶液を用いて含水量の少ない含水重合体を製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。しかしながら、提案されている方法に従って製造される吸水性樹脂は、生成する吸水性樹脂の吸収倍率の割に可溶分量が多いなど、吸水特性に関して問題があった。理由は明確ではないが、高濃度重合の重合初期に生成する高分子量の成分が、吸水特性に悪影響を及ぼすと考えられる。
【０００７】
そこで、製造される吸水性樹脂の吸水特性を高めるために、単量体濃度が低い水溶液を用いて、一定温度以下に温度を制御しながら、重合させる技術が開発された（例えば、特許文献３および特許文献４参照）。緩やかな重合条件を採用することによって、吸水特性に優れる吸水性樹脂を得ることが可能である。しかしながら、重合反応中には重合熱が発生するため、重合反応液を除熱する必要がある。また、含水量の多い含水重合体を乾燥させるために多くの熱量が必要である。つまり、特許文献３および特許文献４に開示されている技術は、吸水性樹脂の吸水特性の向上には貢献するが、製造コストに関して改良の余地を残していた。
【０００８】
製造コストおよび品質の双方を満たす技術としては、アクリル酸またはそのナトリウム塩を高濃度で含む水溶液を、重合開始温度を高く設定し、水を蒸発させながら重合させる方法が開示されている（特許文献５参照）。かような方法を用いれば、重合中の除熱が不必要であるため、除熱に要するコストを削減できる。また、形成される含水重合体の含水量が少ないため、乾燥に要するコストを削減できる。しかも、製造される吸水性樹脂の吸水特性も優れている。ただし、特許文献５においては、連続工程で吸水性樹脂を製造する技術については、簡単にしか触れられていない。
【０００９】
水溶液中に含まれる単量体の連続重合に関する技術としては、例えば、水溶液が供給されるエンドレスベルトの形状を制御することによって、形成される重合体の剥離を容易にする技術が提案されている（特許文献６参照）。特許文献６に開示されているエンドレスベルトは支持ロールが設置されており、支持ロールによって凹部状に形作られた窪みに、水溶液が供給される。この状態で重合反応が進行し、形成される重合体は、凹部の形状に沿って固化する。エンドレスベルトは端部に近づくに従って平坦になり、凹部の形状に沿って固化した重合体が、エンドレスベルトの側端部から徐々に剥離する。
【特許文献１】特開昭５８−７１９０７号公報
【特許文献２】米国特許第４９８５５１８号明細書
【特許文献３】特開平４−１７５３１９号公報
【特許文献４】特開平１１−２２８６０４号公報
【特許文献５】特開２００２−２１２２０４号公報
【特許文献６】特開昭６２−１５６１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が目的とするところは、高品質の吸水性樹脂を、低コストで製造する手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、エンドレスベルト上に単量体を含む水溶液を供給する段階（ａ）と、前記水溶液に含まれる水を沸騰状態で蒸発させながら前記単量体を重合させて、含水重合体を膨張させる段階（ｂ）と、膨張により、前記含水重合体を前記エンドレスベルトから不規則状に剥離させる段階（ｃ）と、膨張した前記含水重合体を収縮させて連続的に回収する段階（ｄ）とを含む、吸水性樹脂の製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の製法方法を用いれば、高品質の吸水性樹脂を、低コストで製造することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
まず、アクリル酸またはその塩を単量体として用いて、吸水性樹脂を製造する方法について、図面を参照して説明する。ただし、本発明の製造方法は、図示する実施態様に限定されるものではない。例えば、本発明の製造方法は、他の化合物を単量体として用いる実施態様にも適用されうる。また、本発明の製造方法の実施に際して、必要に応じて適宜改良することを妨げるものではない。
【００１４】
図１は、吸水性樹脂の製造方法の工程図である。まず、アクリル酸またはその塩（以下、「アクリル酸成分」と略記）を含む水溶液102が、重合装置104に備えられたエンドレスベルト106上に供給される。エンドレスベルト106は可動性であり、エンドレスベルト106の移動に伴い、供給された水溶液102が搬送される。水溶液102は、アクリル酸成分以外にも必要に応じて他の成分を含む。例えば、水溶液102は、架橋剤、重合開始剤などを含む。アクリル酸塩を単量体として用いる場合には、アクリル酸を中和する水酸化ナトリウム水溶液が、予め水溶液102に添加されてもよい。
【００１５】
重合開始剤として熱重合開始剤を用いる場合には、水溶液102がエンドレスベルト106上に供給される前に重合が開始して、配管が閉塞する虞がある。したがって、熱重合開始剤は、水溶液102がエンドレスベルト106上に供給される直前に添加されるとよい。また、均一な重合を実現するために、水溶液102は、エンドレスベルト106への供給前に撹拌されることが好ましい。撹拌手段は、本発明では特に限定されない。
【００１６】
本発明においては、エンドレスベルト106に供給された水溶液が加熱され、水が激しく蒸発しながら重合反応が進行する。したがって、エンドレスベルト106に供給される水溶液102は、予めある程度の温度にまで昇温されていることが好ましい。水溶液102の加熱は、ヒーターなどの加熱装置を用いて行ってもよいし、アクリル酸の中和熱および／または溶解熱を利用してもよい。製造コストを考慮すると、アクリル酸の中和熱および／または溶解熱を利用することが好ましい。
【００１７】
ここで、参考までに、吸水性樹脂の重合装置の一実施形態の模式図を図２に示す。重合装置は、一端の回転体202と、他端に設けられた他の回転体204と、回転体202と回転体204との間に張設された可動性エンドレスベルト106とよりなる。回転体は、モータ等のような動力源に、必要により変速機等（いずれも図示せず）を介して連結されている。少なくとも一方の回転体が、動力源に連結されていればよい。
【００１８】
エンドレスベルト106上面の一端には単量体を含む水溶液を供給する単量体供給手段206が、他端には含水重合体108を排出する含水重合体排出装置208が配設されている。重合装置を構成する具体的材料や改良などについては、公知技術が適用されうる。例えば、特開２０００−１７００４号公報などに記載されている公知技術が適宜参照されうる。
【００１９】
水溶液中の単量体は、エンドレスベルト106上を搬送されながら重合され、重合に伴う重合熱によって重合系の温度が上昇する。そして、沸点にまで加熱された水が沸騰状態で蒸発している水溶液において、単量体の重合反応が進行する。その結果、生成する含水重合体108は、エンドレスベルト106上を搬送される過程で膨張し、含水重合体108は発泡した状態となる。膨張により含水重合体が発泡体になる過程で、含水重合体108はエンドレスベルト106から不規則状に剥離する。含水重合体108中に含まれる水は、エンドレスベルト106の進行に伴い、徐々に蒸発する。したがって、含水重合体中の含水量は、エンドレスベルト106が進行するに従って、徐々に減少していく。また、エンドレスベルト106の進行に伴い、含水重合体108からの水の蒸発も緩やかになり、発泡した含水重合体は徐々に収縮していく。なお、エンドレスベルト106上に供給された水溶液102の逆流を防ぐために、重合装置は、含水重合体108が搬送される側が低くなっているとよい。
【００２０】
水を蒸発させながら重合反応を進行させて、発泡した含水重合体を製造すると、最終的に得られる吸水性樹脂は、吸水特性に優れる。激しい反応条件で重合反応を進行させると、吸水特性が低下すると考えられていたが、本発明の製造方法を用いれば、緩やかな反応条件下で製造された吸水性樹脂と同等の品質を有する吸水性樹脂が製造されうる。理由は明確ではないが、ある程度の高温で重合反応を開始させ、発泡した含水重合体を製造する方法を採用すれば、吸水特性に悪影響を及ぼす高分子量の含水重合体の形成を抑制できるためと推測される。
【００２１】
また、特許文献３および特許文献４に記載の方法においては、緩やかに重合反応を進行させるために、重合反応が進行する水溶液の温度および単量体の濃度が低く制御されていた。つまり、発生した重合熱によって、水溶液の温度が必要以上に上昇しないように、必要に応じて、水溶液から熱を取り除く必要があった。一方、本発明の方法は、重合熱を、水溶液の温度を上昇させるために利用する。したがって、本発明の方法は、エネルギー効率に優れる。
【００２２】
その上、水溶液が高温であると、十分な速度で重合反応が進行する。エンドレスベルトを用いた連続重合は、本来的に生産性に優れる。しかし、エンドレスベルトから含水重合体が回収される前に、十分に重合反応が進行している必要がある。このため、エンドレスベルトを用いた連続重合の生産性は、重合反応速度に大きく影響される。例えば、エンドレスベルトへの水溶液の供給量を十分確保するためには、幅が広いエンドレスベルトを用いる、または、エンドレスベルトを長くしてエンドレスベルトの搬送速度を上昇させる必要がある。しかしながら、いずれの場合にも重合装置の大型化を招き、吸水性樹脂の製造コストが増大する。本発明の吸水性樹脂の製造方法においては、エンドレスベルトに供給された水溶液が激しく蒸発する程の高温で重合反応が進行し、重合反応の反応速度は非常に大きい。このため、従来のエンドレスベルトを用いた連続重合では想像できないような短時間での重合が可能であり、吸水性樹脂の生産性が大幅に向上する。また、重合装置の大きさの点についていえば、従来用いられていた重合装置と同様のスケールの重合装置によって、大量の吸水性樹脂を処理できるため、設備コストを大幅に削減させうる。逆に、吸水性樹脂の供給量を一定に保つのであれば、重合装置の小型化が可能である。ただし、重合装置のサイズは、発泡した含水重合体の体積が大きく増加することに、留意して決定されるべきである。
【００２３】
また、エンドレスベルトを用いて発泡重合させる場合には、ゲル状の含水重合体からなるゲルシートを厚くさせうる。バッチ重合により発泡重合を行なう場合には、四方に自由に膨張するため、厚いゲルシートを得ることが困難である。一方、エンドレスベルト上を移動させながら連続重合する場合には、進行方向への膨張が拘束されるため、上方向へ膨張し、厚いゲルシートを得ることができる。このため、生産性がいっそう向上する。具体的には、ゲル状の含水重合体からなるゲルシートの厚みは、好ましくは、皺を引き伸ばし平坦にした部分において、２〜２０ｍｍである。
【００２４】
また、エンドレスベルトを用いた連続重合により、吸水性樹脂を製造すると、驚くべきことに、得られる吸水性樹脂の品質が向上する効果も得られる。バッチ重合により吸水性樹脂を製造する場合には、重合装置の壁が四方にあるので、壁に付着するモノマーが多く、そのモノマーが形成されたゲルに再付着して、含水重合体中に残存するモノマーが多い。一方、本発明の製造方法を用いれば、重合装置の両サイドには壁があるが、進行方向には壁がない。このため、含水重合体に再付着する残存モノマーが少なくなるためと推測される。
【００２５】
エンドレスベルト106上を搬送された含水重合体は、エンドレスベルトの端部において連続的に回収され、解砕機110に搬送される。エンドレスベルトからの含水重合体の回収手段は特に限定されない。例えば、巻き取りローラを用いてシート状の含水重合体が巻き取られ、解砕機110に搬送される。搬送ローラなどを用いて、製造された含水重合体が連続的に解砕機に供給されてもよい。
【００２６】
単量体を含む水溶液中の水を蒸発させながら発泡される重合方法を用いれば、エンドレスベルト106上に形成される含水重合体は、発泡体となっており、エンドレスベルト106と発泡体との、接触面積は小さい。このため、エンドレスベルト106から、含水重合体108を容易に剥離させることができ、回収に要する労力を低減できる。連続的に含水重合体を製造する上で、かような利点は大きい。また、回収されなかった含水重合体がエンドレスベルト106に残存して、製品の品質を劣化させることも防止しうる。
【００２７】
特許文献６には、エンドレスベルト自体を凹部にして、エンドレスベルトに付着した重合体を剥離させる技術が開示されているが、剥離のメカニズムが本願とは根本的に異なる。特許文献６に開示されている技術は、エンドレスベルトに強固に付着する重合体に関して適用される技術であり、重合体は、エンドレスベルトに沿って固化することが前提となっている。これに対し、本発明においては、形成される含水重合体が発泡体となり、含水重合体とエンドレスベルトとの付着力が、重合の過程で自然に弱まる。したがって、本発明のエンドレスベルトが平坦であっても、含水重合体はエンドレスベルトから容易に剥離されうる。また、含水重合体は、側端部から連続的に剥離するのではなく、発泡の過程においてエンドレスベルトと含水重合体との付着力が、全体的に弱まり、不規則状に剥離する。ここで、「不規則状に剥離する」とは、数多くの箇所が、不規則に剥離することを意味する。例えば、エンドレスベルトの進行に伴い、サイドから徐々に剥離が進行する形態は、「不規則状に剥離」には該当しない。一方、エンドレスベルトの進行に伴い、エンドレスベルトと含水重合体との剥離箇所が、数多く不規則に出現する形態は、「不規則状に剥離」に該当する。ただし、場合によってはエンドレスベルトが凹部上に撓んでいてもよい。例えば、エンドレスベルトが自重で凹部上に撓んでいても良い。
【００２８】
回収された含水重合体は、解砕機110において、乾燥に適した大きさに解砕され、乾燥機112に搬送される。本発明においては、水が蒸発しながら含水重合体が形成されるため、含水重合体の含水量が低い。換言すれば、含水重合体の固形分濃度が高い。このため、含水重合体の乾燥に要するエネルギーを削減しうる。従来の連続工程においては、乾燥機の処理能力が他の機器の処理能力より低いため、場合によっては、乾燥機を複数台準備し、乾燥工程を複数系列にするなどの措置が必要であった。本発明の製造方法を採用すれば、乾燥工程を一系列に統一することも可能であり、本発明によって設備コストの削減、製品品質の均一化が促進されうる。
【００２９】
含水重合体の乾燥によって生じたベースポリマーは、分級機114に搬送される。なお、ベースポリマーとは、含水重合体の乾燥によって生じた重合体を意味する。後工程で表面架橋される場合には、表面架橋される前の重合体を意味する。所定の大きさのベースポリマーは、表面架橋装置116に搬送される。粒径が大きすぎるベースポリマーは、ロールミルなどの粉砕機118を用いて粉砕され、再度、分級機114に搬送される。粒径が小さすぎる、微粉末状のベースポリマーは、造粒機120に搬送される。ベースポリマーは、スプレー122から散布された水性液を用いて造粒され、含水重合体として、再度、解砕機110に搬送される。
【００３０】
表面架橋装置116において、ベースポリマーを表面架橋剤を用いて表面架橋することによって、表面架橋吸水性樹脂を得る。表面架橋された吸水性樹脂は、整粒などの必要な処理を施されたのち、製品124となる。
【００３１】
本発明で製造される吸水性樹脂は、例えば、０．９０質量％生理食塩水に対する無荷重下吸水倍率（ＧＶ）が、１０〜９０ｇ／ｇ、好ましくは２０〜５５ｇ／ｇ、さらに好ましくは２５〜５０ｇ／ｇの範囲である、吸水性を示す樹脂である。さらには、本発明で製造される吸水性樹脂は、例えば、０．９０質量％生理食塩水に対する４．８３ｋＰａで６０分の加圧下での吸水倍率（ＡＡＰ）が、１０ｇ／ｇ以上、好ましくは１５ｇ／ｇ以上、さらに好ましくは２０ｇ／ｇ以上の範囲である、吸水性を示す樹脂である。
【００３２】
続いて、使用されうる化合物や、反応条件などについて、詳細に説明する。
【００３３】
本発明で吸水性樹脂の原料として用いられる単量体としては、（メタ）アクリル酸、（無水）マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、ビニルスルホン酸、アリルトルエンスルホン酸、ビニルトルエンスルホン酸、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、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリロイルフォスフェート等のアニオン性不飽和単量体およびその塩；メルカプタン基含有不飽和単量体；フェノール性水酸基含有不飽和単量体；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド等のアミド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−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド等のアミノ基含有不飽和単量体が挙げられる。単量体は、単独で用られてもよく、２種類以上が併用されてもよい。
【００３４】
吸水性樹脂の吸水性能やコストを考慮すると、アクリル酸および／またはその塩が単量体として用いられることが好ましい。塩の具体例としては、アクリル酸の、ナトリウム塩、リチウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、アミン塩が挙げられる。コストを考慮すると、好ましくはアクリル酸のナトリウム塩が用いられる。他の単量体を含んでも良いが、アクリル酸および／またはその塩の使用量が、単量体の総モル数に対して、好ましくは７０モル％以上、より好ましくは８０モル％以上、さらに好ましくは９０モル％以上、特に好ましくは９５モル％以上である。
【００３５】
エンドレスベルトに供給される水溶液における、単量体の濃度は、特に限定されないが、好ましくは３０質量％以上、より好ましくは３５質量％以上、さらに好ましくは４０質量％以上、さらにより好ましくは４５質量％以上、特に好ましくは５０質量％以上である、最も好ましくは５５質量％以上である。単量体の濃度を高めることによって、吸水性樹脂の生産性が向上する。本発明においては、高濃度の単量体を含む水溶液を用いて、重合反応を進行させうる。従来の連続重合のように、重合熱による重合温度の上昇を抑制しなくても、高品質の吸水性樹脂が製造可能である。単量体の濃度の上限も、特に限定されないが、好ましくは７０質量％以下、より好ましくは６０質量％以下である。単量体の濃度が高すぎると、吸収倍率が低くなる虞がある。
【００３６】
原料として酸基を含有する単量体を用いる場合には、重合前に中和しておいてもよい。例えば、アクリル酸を単量体として用いる場合には、水酸化ナトリウムなどでアクリル酸を中和して、アクリル酸塩とするとよい。酸基を中和しておくことによって、重合後に中和せずとも、紙おむつや生理用ナプキンなどの衛生用品などに適用させうる。
【００３７】
酸基を含有する単量体の中和率は、特に制限されないが、好ましくは５０モル％以上１００モル％未満、より好ましくは５５モル％以上８０モル％以下、さらに好ましくは６０モル％以上７５モル％以下である。
【００３８】
エンドレスベルト上に供給される水溶液中には、必要に応じて、適宜架橋剤が含まれる。架橋剤は、分子内にビニル基を複数有する化合物；分子内にカルボキシル基やスルホン酸基と反応することのできる官能基を複数有する化合物等が、使用する単量体や吸水性樹脂に求める性能に応じて適宜選択される。
【００３９】
分子内にビニル基を複数有する化合物としては、具体的には、例えば、Ｎ，Ｎ’−メチレンビス（メタ）アクリルアミド、（ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート、グリセリンアクリレートメタクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００４０】
分子内にカルボキシル基やスルホン酸基と反応することのできる官能基を複数有する化合物としては、多価アルコール化合物、エポキシ化合物、多価アミン化合物、多価アミンとハロエポキシ化合物との縮合物、多価イソシアネート化合物、多価オキサゾリン化合物、アルキレンカーボネート化合物、ハロエポキシ化合物、多価金属の水酸化物および塩化物等が挙げられる。例えば、（ポリ）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、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、ジプロピレングリコール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、ポリプロピレングリコール、（ポリ）グリセリン、２−ブテン−１，４−ジオール、１，４−ブタンジオール、（ポリ）エチレングリコールジグリシジルエーテル、（ポリ）グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、（ポリ）プロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリシドールなどが用いられうる。
【００４１】
ただし、架橋剤は、例示した架橋剤に限定されず、公知の架橋剤が適宜用いられうる。例えば、参照として、特開平１１−１８８７２７号公報が本願に組み込まれる。水溶液中に含まれうるその他の成分についても、該公報が参照されうる。他の文献を参照してもよい。
【００４２】
架橋剤の使用量は、特に限定されないが、単量体の総量に対して、好ましくは０．０００１〜１０モル％、より好ましくは０．００１モル％〜１モル％の範囲内である。
【００４３】
重合開始剤は、特に制限されないが、熱分解型開始剤や光分解型開始剤が使用されうる。熱分解型開始剤としては、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩；過酸化水素、ｔ−ブチルパーオキシド、メチルエチルケトンパーオキシドなどの過酸化物；アゾニトリル化合物、アゾアミジン化合物、環状アゾアミジン化合物、アゾアミド化合物、アルキルアゾ化合物、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジヒドロクロリド、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］ジヒドロクロリドなどのアゾ化合物が挙げられる。光分解型開始剤としては、ベンゾイン誘導体、ベンジル誘導体、アセトフェノン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、アゾ化合物等が挙げられる。これらの重合開始剤は、単独もしくは、適宜組み合わせて使用されうる。残存モノマー低減能を考慮すると、熱分解型開始剤と光分解型開始剤とを併用することが好ましい。
【００４４】
その他の成分がエンドレスベルトに供給される水溶液中に含まれてもよい。例えば、澱粉、澱粉誘導体、セルロース、セルロース誘導体、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸（塩）、ポリアクリル酸（塩）架橋体等の親水性高分子；次亜燐酸（塩）等の連鎖移動剤；キレート剤などが、水溶液中に添加されうる。
【００４５】
エンドレスベルト上に供給される水溶液の温度は、予め高くしておくことが好ましい。水溶液の温度を高くすることで、水溶液中の溶存酸素が除去される。また、水溶液の温度が高いと、高温で水を蒸発させながら重合する本発明の重合方法を適用する上で好都合である。
【００４６】
具体的には、エンドレスベルト上に供給される水溶液の温度は、好ましくは５０℃以上、より好ましくは６０℃以上、さらに好ましくは７０℃以上、特に好ましくは８０℃以上、最も好ましくは９０℃以上である。水溶液の温度の上限は特に限定されないが、水溶液の温度は、好ましくは１０５℃以下、より好ましくは１００℃以下である。水溶液の温度が低すぎると、水溶液中の水の沸点まで水溶液の温度が上昇するのに時間がかかり、生産性が低下する。また、吸水性樹脂の物性が低下する。
【００４７】
アクリル酸などの酸基を含有する単量体が用いられる場合には、酸基をアルカリで中和する際に発生する中和熱を利用して、エンドレスベルト上に供給される水溶液の温度を高めることが好ましい。単量体およびアルカリの溶解熱によって、エンドレスベルト上に供給される水溶液の温度を高めてもよい。中和熱および溶解熱の双方を使用してもよい。また、中和熱および／または溶解熱によって、水溶液中の溶存酸素が揮散されうる。
【００４８】
重合装置の大きさやエンドレスベルトの大きさは、製造する吸水性樹脂に応じて決定される。重合装置およびエンドレスベルトの大きさは、特に限定されないが、形成される発泡体として含水重合体が大きく膨張することに留意すべきである。重合装置およびエンドレスベルトの基本的設計についても、公知技術を適宜参照すればよく、本発明においては、特に限定されない。エンドレスベルトの材質についても、特に制限はないが、エンドレスベルト上に供給された水溶液が高温に熱せされ、水が蒸発しながら重合反応が進行する本発明の特徴を考慮すると、エンドレスベルトは耐熱性に優れる材料からなることが好ましい。また、エンドレスベルトは、含水重合体との剥離性に優れる材料からなることが好ましい。ただし、本発明は、発泡体である含水重合体はエンドレスベルトからの容易に剥離されるため、比較的材料選択の幅が広いといえる。例えば、エンドレスベルトは、フッ素樹脂から形成される。または、表面にフッ素樹脂がコーティングされたエンドレスベルトが用いられてもよい。
【００４９】
重合反応は、通常、常圧下で進行させるが、重合系の沸騰温度を下げるために減圧下で行ってもよい。好ましくは、作業性の点から、重合反応は、常圧下で進行させる。
【００５０】
重合開始温度は、通常５０℃以上で、好ましくは６０℃以上、より好ましくは７０℃以上、さらに好ましくは８０℃以上、特に好ましくは９０℃以上である。重合開始温度が低すぎると、重合の生産性が低下する。また、吸水性樹脂の物性が低下する虞がある。また、重合開始温度は、好ましくは１０５℃以下、より好ましくは１００℃以下である。重合開始温度が高すぎると、発泡や延伸が十分におこらず、吸水性樹脂の吸水特性が低下する虞がある。重合開始温度は、単量体水溶液の白濁、粘度上昇、温度の上昇などにより観測することができる。なお、この単量体水溶液の温度を確保し、重合開始を起こさせるためには、前述したように単量体水溶液の中和熱および／または（アクリル酸およびアルカリの）溶解熱を利用することが好ましい。
【００５１】
重合開始は、用いる重合開始剤に応じて制御される。光重合開始剤が配合されている場合には、光照射によって重合を開始させる。熱重合開始剤が配合されている場合には、水溶液の昇温によって重合反応が誘起される。
【００５２】
重合中の最高到達温度は、特に限定されないが、好ましくは１５０℃以下、より好ましくは１４０℃以下、さらに好ましくは１３０℃以下、特に好ましくは１２０℃以下、最も好ましくは１１５℃以下である。１５０℃を超えると、得られる吸水性樹脂の吸水性が大きく低下しかねない。
【００５３】
本発明においては、重合開始温度と重合中の最高到達温度との差ΔＴが、好ましくは７０℃以下、より好ましくは６０℃以下、さらに好ましくは５０℃以下、さらにより好ましくは４０℃以下、特に好ましくは３０℃以下、最も好ましくは２５℃以下である。ΔＴが小さいほど、得られる吸水性樹脂の吸水特性が向上する傾向がある。
【００５４】
重合時間は、特に限定されないが、好ましくは５分以下、より好ましくは３分以下、さらに好ましくは２分以下、特に好ましくは１分以下である。重合時間が短いほど、重合反応の生産性が向上する。ここで重合時間は、重合開始剤を添加した単量体水溶液を重合装置に供給した時点から、含水重合体が重合装置から回収されるまでの時間を指す。
【００５５】
本発明の好ましい実施態様によれば、重合開始後、系の温度は急速に上昇し、１０〜２０モル％程度の低い重合率で系の温度が水の沸点に達する。そして、水蒸気を発し、固形分濃度が上昇しながら重合が進行する。重合熱を有効に利用して固形分濃度が上昇する。
【００５６】
重合中に、含水重合体が発泡体となるが、発泡体の形状については特に限定されない。品質に優れる吸水性樹脂を製造するためには、重合中の膨張倍率が、好ましくは２倍以上、より好ましくは３倍以上、より好ましくは５倍以上、より好ましくは１０倍以上、より好ましくは２０倍以上である。重合中の膨張倍率は、実施例記載の方法によって測定されうる。
【００５７】
重合反応系から発せられた水蒸気には、単量体が含まれうる。単量体を含む水蒸気は、回収して、再利用してもよい。回収して再利用する実施形態の一例としては、単量体を含む水蒸気をコンデンサーで濃縮して、単量体を含む水溶液とする。この水溶液が、重合装置へ水溶液を供給する配管に、供給される（図示せず）。
【００５８】
重合反応が進行するに伴い、含水重合体の固形分濃度が徐々に向上する。本発明の含水重合体は固形分濃度が高いため、後工程である乾燥工程で含水重合体を乾燥させるために必要なエネルギーが少なくてすむ。この効果を高める上では、含水重合体の固形分濃度は、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは５５質量％以上、さらに好ましくは６０質量％以上、特に好ましくは６６質量％以上である。一方、固形分濃度が高すぎると、含水重合体の取り扱いが困難になる。また、最終的に得られる吸水性樹脂の吸水性能が低下し、可溶分量が増加する傾向がある。そこで、含水重合体の固形分濃度は、好ましくは８２質量％以下、より好ましくは８０質量％以下、さらに好ましくは７５質量％以下に制御される。
【００５９】
エンドレスベルト上に連続的に形成される含水重合体は、収縮した後、回収される。本発明における「収縮」とは、含水重合体が最大膨張倍率を示した後、系の温度低下によって、最大膨張時よりもその体積を減ずることをいう。含水重合体が収縮する段階では、重合反応の大部分が終了しており、場合によっては、収縮途中の含水重合体を回収してもよい。ただし、作業性の面から、含水重合体は、前述した好ましいシート厚みまで収縮した後、回収されることが好ましい。ここでいう「回収」とは、含水重合体を重合装置から取り出し、巻き取りや解砕といった次工程に供することを意味する。
【００６０】
本発明の方法に従って形成される含水重合体は、発泡の過程でエンドレスベルトから部分的に剥離しているため、回収が容易である。
【００６１】
回収された含水重合体は、解砕機を用いて解砕される。解砕機は特に限定されない。また、解砕可能であれば、解砕機以外の手段を用いてもよい。解砕機としては、例えば、ミートチョッパー（株式会社平賀工作所製）やドームグラン（不二パウダル株式会社製）等のスクリュー型押出機や、ロートプレックス（ホソカワミクロン株式会社製）等の堅型粉砕機等が用いられうる。ただし、用いられる解砕機が、これらに限定されるわけではない。
【００６２】
解砕後の含水重合体の重量平均粒径は、好ましくは１００ｍｍ以下、より好ましくは１０ｍｍ以下、さらに好ましくは３ｍｍ以下、特に好ましくは１ｍｍ以下である。含水重合体の状態で、最終製品粒度にまで解砕できるのが理想的である。
【００６３】
解砕後の含水重合体に含まれる残存モノマー量は、特に制限はないが、後工程の乾燥等での残存モノマーの飛散防止のためには少なくほど好ましい。具体的には、解砕後の含水重合体に含まれる残存モノマー量が、好ましくは３０００ｐｐｍ以下である。用途によっては、解砕後の含水重合体に含まれる残存モノマー量が、好ましくは１０００ｐｐｍ以下、より好ましくは５００ｐｐｍ以下、さらに好ましくは３００ｐｐｍ以下である。特に粒子状含水重合体のまま紙おむつ等の衛生用品用途に用いる場合には、１０００ｐｐｍ以下が好ましく、５００ｐｐｍ以下であることがより好ましい。
【００６４】
解砕された含水重合体は、乾燥され、ベースポリマーとなる。乾燥機は特に限定されない。含水重合体の固形分濃度や粒径に応じて、適切な乾燥機を選択すればよい。乾燥方法は、特に限定されないが、攪拌乾燥法、流動層乾燥法、気流乾燥法等のように、含水重合体を動かしながら熱風や伝熱面と良く接触する乾燥方法が好ましく用いられる。乾燥に用いられる媒体としては、熱風、赤外線、マイクロ波などが用いられるうる。加熱しなくても十分な乾燥が実現できるのであれば、通風機などを用いてもよい。本発明における「乾燥」とは、含水重合体の固形分濃度を増加させる工程を広く含む概念である。乾燥後のベースポリマーの含水濃度は、特に限定されないが、好ましくは固形分濃度が９０質量％以上となるように乾燥される。
【００６５】
本発明の方法に従って製造される含水重合体は、固形分濃度が高い。したがって、乾燥工程を大幅に簡略化させうる。固形分濃度が低く、含水量が多い含水重合体を乾燥させるためには、長時間を要する。このため、乾燥工程が律速工程になってしまう。この問題を解決するためには、乾燥機を複数台準備して、乾燥工程を複数系列にしたり、大型の乾燥機を準備したりする必要がある。しかしながら、これらの手法は、設備コストの上昇、エネルギーの浪費を招き、最終製品の製造コストに悪影響を及ぼす。また、使用できる乾燥機も限定される。
【００６６】
これに対し、本発明を適用すれば、乾燥機に搬送される含水重合体の固形分濃度が高い。このため、短時間で乾燥を完了でき、乾燥に要する設備も簡略化しうる。例えば、選択する乾燥機によっては、乾燥工程を一系列にすることも可能である。
【００６７】
乾燥されたベースポリマーは、分級されて、好適な粒径のベースポリマーが、表面架橋装置に搬送され、表面架橋される。ただし、本発明において表面架橋は任意である。表面架橋しなくても十分な特性が得られる場合には、本願においては、ベースポリマーが吸水性樹脂の概念に包含される。分級機は、特に限定されない。分級後のベースポリマーの粒度分布は、狭い方が吸収性能等の諸特性が向上する。ベースポリマーの粒径は、好ましくは２０〜２０００μｍ、より好ましくは５０〜１０００μｍ、さらに好ましくは１５０〜８５０μｍ、最も好ましくは３００〜６００μｍの範囲である。なお、ベースポリマーの形状は、特に限定されず、球状、鱗片状、不定形破砕状、顆粒状等、いかなる形状であってもよい。ベースポリマーの表面架橋によって形成される吸水性樹脂についても、同様である。
【００６８】
粒径が範囲外のベースポリマーは、吸水性樹脂の生産性を向上させるために、粒度が制御された後、再利用されることが好ましい。粒径が大きすぎるベースポリマーは、ロールミルなどの粉砕機を用いて粉砕され、再度分級機に投入される。微粉末状のベースポリマーは造粒した後、解砕機に投入される。造粒機は特に限定されず、各種公知技術が適用されうる。例えば、参照として、特開平１１−１０６５１４号公報が本願に組み込まれる。図１には、スプレーを用いて水性液を散布する造粒機を示したが、本発明において用いられる造粒機がこのような態様に限定されるわけではない。
【００６９】
分級されたベースポリマーは、表面をさらに表面架橋剤によって架橋することで、親水性樹脂粒子の表面近傍の架橋密度を高めることが好ましい。表面架橋剤を用いてベースポリマーを処理することにより、通液性、吸水速度、加圧下の吸水倍率、及び通液性等が向上する。ベースポリマーの表面を架橋するために用いられる表面架橋装置の形態は、特に限定されない。一般には、混合しながら連続的に吸水性樹脂を製造しうる装置が、用いられる。
【００７０】
表面架橋剤は、複数の反応性基を有し、ベースポリマーが有するカルボキシル基等の官能基と反応する化合物であればよい。表面架橋剤は特に限定されず、１種または２種以上の公知の表面架橋剤が採用されうる。例えば、多価アルコール；多価エポキシ化合物；多価アミン化合物；多価イソシアネート化合物；多価オキサゾリン化合物；アルキレンカーボネート化合物；ハロエポキシ化合物；多価金属化合物等が用いられうる。具体的には、（ポリ）エチレングリコール、ジエチレングリコール、（ポリ）プロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、１，３−プロパンジオール、ジプロピレングリコール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、（ポリ）グリセリン、２−ブテン−１，４−ジオールなどが用いられうる。例えば、参照として、特開平１１−１８８７２７号公報が本願に組み込まれる。
【００７１】
表面架橋剤を用いて親水性樹脂に二次架橋を導入することにより、加圧下における吸水倍率がより一層向上する。また、水性液に接触したときに水性液に溶出する成分、即ち、いわゆる水可溶性成分の量を低減させうる。
【００７２】
表面架橋剤の使用量は、吸水性樹脂１００質量部に対して、好ましくは０．００１〜５質量部の範囲である。表面架橋剤と吸水性樹脂との混合には水が用いられてもよい。水の使用量は、一般に、吸水性樹脂の固形分１００質量部に対して、好ましくは０．５〜１０質量部、より好ましくは１〜５質量部の範囲である。また、表面架橋剤やその水溶液を混合する際には、親水性有機溶媒や、第三物質が用いられてもよい。親水性有機溶媒としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコール等の低級アルコール類；アセトン等のケトン類；ジオキサン、テトラヒドロフラン、メトキシ（ポリ）エチレングリコール等のエーテル類；ε−カプロラクタム、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類；エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、１，３−プロパンジオール、ジプロピレングリコール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、ポリプロピレングリコール、グリセリン、ポリグリセリン、２−ブテン−１，４−ジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，２−シクロヘキサンジメタノール、１，２−シクロヘキサノール、トリメチロールプロパン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ポリオキシプロピレン、オキシエチレン−オキシプロピレンブロック共重合体、ペンタエリスリトール、ソルビトール等の多価アルコール類等が挙げられる。親水性有機溶媒の使用量は、吸水性樹脂の種類や粒径、含水率等にもよるが、吸水性樹脂の固形分１００質量部に対して、好ましくは５０質量部以下であり、より好ましくは０．１〜１０質量部である。また、第三物質として、欧州特許第０６６８０８０号公報に示された無機酸、有機酸、ポリアミノ酸等を存在させてもよい。
【００７３】
吸水性樹脂と表面架橋剤とを混合する混合方法は、特に限定されない。例えば、吸水性樹脂を親水性有機溶媒に浸漬し、必要に応じて水および／または親水性有機溶媒に溶解させた表面架橋剤を混合する方法、吸水性樹脂に直接、水および／または親水性有機溶媒に溶解させた表面架橋剤を噴霧もしくは滴下して混合する方法等が挙げられる。
【００７４】
吸水性樹脂と表面架橋剤とを混合した後、通常、加熱処理を行い、架橋反応を遂行させる。上記加熱処理温度は、用いる表面架橋剤にもよるが、好ましくは４０〜２５０℃である。処理温度が４０℃未満の場合には、加圧下の吸水倍率等の吸水特性が十分に改善されない虞がある。処理温度が２５０℃を超える場合には、吸水性樹脂の劣化を引き起こし、性能が低下する虞がある。加熱処理時間は、１分〜２時間程度、好ましくは５分〜１時間程度である。
【実施例】
【００７５】
本発明について、実施例を用いてより詳細に説明する。なお、膨張倍率、ゲルシートの厚み、残存モノマー、および無荷重下吸収倍率は、それぞれ以下の方法に従って測定された。
【００７６】
＜膨張倍率の測定＞
（連続重合の場合）
重合中のゲルをビデオで撮影し、撮影した画像から最大膨張時のベルト幅方向に対する断面積を読み取り、その値を単量体水溶液のベルト幅方向に対する仕込み断面積で除する。すなわち、
【００７７】
【数１】
2005036100.tif 000003
である。
【００７８】
（バッチ重合の場合）
重合容器内に縦横にｃｍ刻みのスケールを付けておき、重合中に最も大きく膨張したときのサイズを目視で測り、その体積を求めた。その値を、単量体水溶液の体積で除する。即ち、
【００７９】
【数２】
2005036100.tif 000004
である。
【００８０】
＜ゲルシート厚みの測定＞
回収したゲルシートの収縮によって生じた皺を引き伸ばし、平坦にした部分の厚みをノギスで測定した。厚み測定は、１重合条件につき５回行い、その最大値と最小値を記録した。
【００８１】
＜残存モノマーの測定＞
脱イオン水１０００ｇに吸水性樹脂０．５ｇを加え、撹拌下で２時間抽出した後、濾紙を用いて膨潤ゲル化した吸水性樹脂を濾別し、濾液中の残存モノマー量を液体クロマトグラフィーで分析した。一方、既知濃度のモノマー標準溶液を同様にして分析して得た検量線を外部標準とし、濾液の希釈倍率を考慮して、吸水性樹脂中の残存モノマー量を求めた。
【００８２】
＜無荷重下吸収倍率の測定＞
吸水性樹脂０．２ｇを不織布製の袋（６０ｍｍ×６０ｍｍ）に均一に入れ、０．９質量％塩化ナトリウム水溶液（生理食塩水）中に浸漬した。３０分後に袋を引き上げ、遠心分離機を用いて２５０×９．８１ｍ／ｓ２（２５０Ｇ）で３分間水切りを行った後、袋の質量Ｗ１（ｇ）を測定した。また、同様の操作を吸水性樹脂を用いないで行い、そのときの質量Ｗ０（ｇ）を測定した。そして、これらの質量Ｗ１およびＷ０から、次式
【００８３】
【数３】
2005036100.tif 000005
に従って、ＧＶ（無荷重下吸収倍率）を算出した。
【００８４】
＜可溶分量の測定＞
２５０ｍｌ容量の蓋付きプラスチック容器に、０．９質量％ＮａＣｌ水溶液（生理食塩水）１８４．３ｇを測り取り、その水溶液中に吸水性樹脂１．００ｇを加え、１６時間撹拌することにより、樹脂中の可溶分量を抽出した。この抽出液を濾紙を用いて濾過することによって得られた濾液５０．０ｇを測り取り、測定溶液とした。
【００８５】
はじめに生理食塩水だけを、まず０．１ＮのＮａＯＨ水溶液でｐＨ１０まで滴定を行い、その後、０．１ＮのＨＣｌ水溶液でｐＨ２．７まで滴定して、空滴定量（［ｂＮａＯＨ］ｍｌ、［ｂＨＣｌ］ｍｌ）を求めた。
【００８６】
同様の滴定操作を測定溶液についても行うことにより、滴定量（［ＮａＯＨ］ｍｌ、［ＨＣｌ］ｍｌ）を求めた。
【００８７】
例えば、アクリル酸とそのナトリウム塩とからなる吸水性樹脂の場合、その重量平均分子量と上記操作により得られた滴定量とをもとに、吸水性樹脂中の可溶分量を以下の計算式により算出することができる。
【００８８】
可溶分（質量％）＝０．１×Ｍｗ×１８４．３×１００×（［ＨＣｌ］−［ｂＨＣｌ］）／１０００／１．０／５０．０
ただし、
Ｍｗ＝７２．０６×（１−中和率／１００）＋９４．０４×中和率／１００
中和率（ｍｏｌ％）＝｛１−（［ＮａＯＨ］−［ｂＮａＯＨ］）／（［ＨＣｌ］−［ｂＨＣｌ］）｝×１００
＜ＧＥＸ値＞
ベースポリマーのＧＶ値をｙ（ｇ／ｇ）、可溶分量をｘ（質量％）で表すとき、ＧＥＸ値が次式で定義される。
【００８９】
ＧＥＸ値＝（ｙ−１５）／ｌｎ（ｘ）
ｌｎ（ｘ）：ｘの自然対数
ＧＥＸ値は、ＧＶ値と可溶分量との関係において、ＧＶ値の割に可溶分量が少ないのを良いとし、多いのを劣るとする評価を、１つのパラメータで表すための評価値であり、この値が大きいほど高性能である。
【００９０】
＜紫外線光量測定＞
紫外線積算光量計ＵＩＴ−１５０（ウシオ電機株式会社製）に、受光機ＵＶＤ−Ｓ３６５（ウシオ電機株式会社製）を取り付け、吸水性樹脂の重合時と同様の照射位置、照射時間における紫外線光量を測定した。
【００９１】
（実施例１）
４８．５質量％苛性ソーダ水溶液を４．９５ｇ／秒、アクリル酸を６．１２ｇ／秒、３０質量％ポリエチレングリコールジアクリレート（数平均分子量５２３）水溶液（Ｉ）を０．０６７２ｇ／秒、２０質量％アクリル酸水溶液９７．９質量部に２−ヒドロキシメチル−２−メチルプロピオフェノンを０．９８９質量部、ジエチレントリアミン５酢酸３ナトリウムを１．０８質量部溶解した溶液（ＩＩ）を０．０７５８ｇ／秒、水を５．２３ｇ／秒の流量になるよう設定して、連続的にミキサーに供給し混合させた。このときの単量体水溶液温度は９５℃であった。
【００９２】
さらに、３質量％過硫酸ナトリウム水溶液を０．２２３ｇ／秒の流量で加えたのち、約１００℃に保温された１．７ｍ／分の速度で走行する、モノマー供給口からベルト末端までの距離で定義される有効長が３．２ｍの、ガラス繊維基材表面にフッ素樹脂がコーティングされたエンドレスベルト上に、４．９ｍｍの厚さになるよう連続的に供給した。ベルト上に供給された単量体水溶液は速やかに重合し、水蒸気を発しながら膨張した。最大膨張時の膨張倍率は３５倍であった。この膨張過程において含水重合体は不規則状にベルトから剥離し、重合開始から約１分後に収縮した。この収縮した含水重合体に紫外線照射装置ＶＢ１５２０１ＢＹ（ウシオ電機株式会社製）を用いて、２１０ｍＪ／ｃｍ２の光量の紫外線を照射した。
【００９３】
ゲル状の含水重合体からなるゲルシートをベルト末端で回収し、ゲルシート厚みを測定した後、ミートチョッパーに導き、連続的に細断した。細断した含水重合体を１８０℃に調温した熱風乾燥機で４０分間乾燥した後、ロールミルで粉砕した。次いで粉砕物を目開き６００μｍと３００μｍの篩網で分級することにより、大部分が３００〜６００μｍの粒子径を持つベースポリマー（１）を得た。ゲルシート厚み、およびベースポリマーの物性を表１に示す。
【００９４】
（実施例２）
ミキサーの後に冷却装置を設置して冷却することにより、過硫酸ナトリウム水溶液を加える前の単量体水溶液温度を８５℃とした以外は、実施例１と同様の手順にしたがって、ベルト上に単量体水溶液を供給した。最大膨張時の膨張倍率は３０倍であり、重合開始から約１分後に収縮した。この収縮した含水重合体に紫外線照射装置ＶＢ１５２０１ＢＹ（ウシオ電機株式会社製）を用いて、２１０ｍＪ／ｃｍ２の光量の紫外線を照射した。
【００９５】
実施例１と同様の手順に従い、含水重合体を回収し、厚み測定、細断、乾燥、分級をおこない、ベースポリマー（２）を得た。ゲルシート厚み、およびベースポリマーの物性を表１に示す。
【００９６】
（比較例１）
モノマー水溶液に含まれる水を沸騰状態で蒸発させず、膨張させないで重合する例として、以下の手順に従って重合を行った。ミキサーの後に冷却装置を設置して冷却することにより、過硫酸ナトリウム水溶液を加える前の単量体水溶液温度を７５℃とした以外は、実施例１と同様の手順にしたがって、ベルト上に単量体水溶液を供給した。ベルト上に供給された単量体水溶液は、沸点に達する前に重合および架橋が過度に進行し、ほとんど膨張しなかった（膨張倍率１倍）。この収縮した含水重合体に紫外線照射装置ＶＢ１５２０１ＢＹ（ウシオ電機株式会社製）を用いて、２１０ｍＪ／ｃｍ２の光量の紫外線を照射した。実施例１と同様の手順に従い、ベルト末端で含水重合体を回収し、厚み測定、細断、乾燥、分級をおこない、ベースポリマー（３）を得た。含水重合体を回収したあとのベルトには、一部、含水重合体が残存していた。ゲルシート厚み、およびベースポリマーの物性を表１に示す。
【００９７】
（比較例２）
１３２ｇのアクリル酸に、ポリエチレングリコールジアクリレート（数平均分子量５２３）を０．４３８ｇ、２−ヒドロキシメチル−２−メチルプロピオフェノンを０．０１６３ｇ、ジエチレントリアミン５酢酸３ナトリウムを０．００８１ｇ質量部溶解した溶液（ｉ）をマグネチックスターラーで撹拌しつつ、４８．５質量％苛性ソーダ水溶液１０７ｇを水１０４ｇで希釈した溶液（ｉｉ）を添加した。このときの単量体水溶液温度は９５℃であった。ここに１質量％過硫酸ナトリウム水溶液１４．９ｇを加え、約１００℃に保温された底面２５０×２５０ｍｍの容器に注いだ。容器に注がれた単量体水溶液は速やかに重合し、水蒸気を発しながら膨張した。最大膨張時の膨張倍率は１３倍であり、重合開始から約１分後に収縮した。この収縮した含水重合体に紫外線照射装置ＶＢ１５２０１ＢＹ（ウシオ電機株式会社製）を用いて、２１０ｍＪ／ｃｍ２の光量の紫外線を照射した。容器に注いでから１．９分後に含水重合体を容器から取り出し、はさみで細断した。細断した含水重合体を１８０℃に調温した熱風乾燥機で４０分間乾燥した後、ロールミルで粉砕した。次いで粉砕物を目開き６００μｍと３００μｍの篩網で分級することにより、大部分が３００〜６００μｍの粒子径を持つベースポリマー（４）を得た。ゲルシート厚み、およびベースポリマーの物性を表１に示す。
【００９８】
【表１】
2005036100.tif 000006
表１に示すように、エンドレスベルト上で、単量体水溶液を沸騰状態で蒸発させながら連続重合すると、含水重合体製造の生産性がよい。また、ゲルシートを厚くさせうることも、生産性向上に寄与する。さらに、沸騰させながら含水重合体が形成され、その過程で含水重合体は、不規則状に剥離する。このため、回収作業が容易である。生産性や作業性の向上によって、製造コストが低減され、製造される吸水性樹脂の価格競争力が増加する。
【００９９】
また、吸水性樹脂中の残存モノマー含有量が少なく、本発明の製造方法を用いて形成された吸水性樹脂は高品質である。
【０１００】
これらの顕著な効果は、本発明の製造方法を用いることによって、引き出される効果である。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】吸水性樹脂の製造方法の工程図である。
【図２】吸水性樹脂の重合装置の一実施形態の模式図である。
【符号の説明】
【０１０２】
102…水溶液、104…重合装置、106…エンドレスベルト、108…含水重合体、110…解砕機、112…乾燥機、114…分級機、116…表面架橋装置、118…粉砕機、120…造粒機、122…スプレー、124…製品、202…回転体、204…回転体、206…単量体供給手段、208…含水重合体排出装置。
【図１】
2005036100.tif 000007
【図２】
2005036100.tif 000008