(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
親水性単量体および架橋剤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】
上記重合反応は、搬送手段に上記溶液を連続的に供給しながら行われる、連続静置重合であり、
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上記工程が、連続静置重合の搬送手段に上記溶液を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】
親水性単量体および架橋剤を含んでなる上記溶液が水溶液であり、
上記水溶液は液厚１〜５０ｍｍで連続静置重合の搬送手段に供給され、
上記重合反応により得られた含水ゲルを、乾燥機により１００〜２４０℃の範囲内で乾燥することを特徴とする請求項２記載の吸水性重合体の製造方法。
【請求項４】
親水性単量体および架橋剤を含んでなる上記溶液が水溶液であり、
最終的に得られる含水ゲルにおける、７００ｎｍの波長の光の透過率が１０％以上となるように、上記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ことを特徴とする請求項１または２記載の吸水性重合体の製造方法。
【請求項５】
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上記工程が、上記溶液に超音波を照射する方法、上記溶液の旋回流を形成する方法、上記溶液を減圧環境下におく方法、上記溶液を重合反応が開始される直前に加熱する方法、上記溶液に消泡剤を添加する方法からなる群より選択される少なくとも一つの方法により行われることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の吸水性重合体の製造方法。
【請求項６】
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上記工程が、上記溶液に超音波を照射する方法により行われ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】
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６記載の吸水性重合体の製造方法。
【請求項８】
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上記工程が、上記溶液の旋回流を形成する方法により行われ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９】
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８記載の吸水性重合体の製造方法。
【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たりす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、親水性単量体および架橋剤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、上記重合反応は、搬送手段に上記溶液を連続的に供給しながら行われる、連続静置重合であり、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上記工程が、連続静置重合の搬送手段に上記溶液を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、親水性単量体および架橋剤を含んでなる上記溶液が水溶液であり、上記水溶液は液厚１〜５０ｍｍで連続静置重合の搬送手段に供給され、上記重合反応により得られた含水ゲルを、乾燥機により１００〜２４０℃の範囲内で乾燥す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さらに、上記の課題を解決するために、親水性単量体および架橋剤を含んでなる上記溶液が水溶液であり、最終的に得られる含水ゲルにおける、７００ｎｍの波長の光の透過率が１０％以上となるように、上記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、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上記工程が、上記溶液に超音波を照射する方法、上記溶液の旋回流を形成する方法、上記溶液を減圧環境下におく方法、上記溶液を重合反応が開始される直前に加熱する方法、上記溶液に消泡剤を添加する方法からなる群より選択される少なくとも一つの方法により行われ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、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上記工程が、上記溶液に超音波を照射する方法により行われ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。
【００１６】
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、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上記工程が、上記溶液の旋回流を形成する方法により行われることを特徴としている。
【００１７】
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。
【００１８】
【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。
【００１９】
〔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（以下、「上記溶液に供給された不活性ガスを除去する工程」と記す）とを含んでなる方法である。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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〜１０ｋＰａ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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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、０．０００１ｍｏｌ〜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０．０００１ｍｏｌ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。
【００５１】
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。
【００５２】
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、０．０００１ｇ〜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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
上記乾燥処理とは、例えば、熱風乾燥機、流動層乾燥機、攪拌乾燥機、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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
〔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。
【００６５】
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）１５、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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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１５の一端に設けられたノズル口１５ａは、搬送ベルト１６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。
【００７３】
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１８ａ）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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
製造された含水ゲル１９は、搬送ベルト１６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２５０μｍ〜５００μｍの吸水性微細粒子（吸水性重合体の一形態）とされる。
【００８０】
【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。
【００８１】
（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、ＵＶ３１００ＰＣ（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。
【００８２】
（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。２０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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
（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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
続いてモノマー水溶液は、超音波照射槽２４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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
（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６ｍｍ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。
【００９６】
〔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。
【００９７】
〔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。
【００９８】
〔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。
【００９９】
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０．０４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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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、０．０２ｇ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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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２５ｍｍ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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
【表１】
0004454735.tif 000002
【０１０８】
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。
【０１０９】
【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。
【０１１０】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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