JP4685425B2 - Manufacturing apparatus and manufacturing method for water absorbent resin - Google Patents
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Description
本発明は、重合時にゲル状となる吸水性樹脂の製造装置及び製造方法に関し、特に、連続製造に適した製造装置に関する。 The present invention relates to a production apparatus and production method for a water-absorbent resin that becomes a gel during polymerization, and more particularly to a production apparatus suitable for continuous production.
近年、自重の数十倍〜数百倍の水を吸収する高吸収倍率の吸水性樹脂が開発され、生理用品や紙おむつ等の衛生材料分野をはじめとして、農園芸用分野や鮮度保持などの食品分野、結露防止や保冷材等の産業分野等、吸水や保水を必要とする用途に使用されている。 In recent years, a water-absorbing resin with a high absorption capacity that absorbs several tens to several hundred times the weight of its own weight has been developed. In addition to sanitary materials such as sanitary products and disposable diapers, food for agricultural and horticultural use and for maintaining freshness Used in applications that require water absorption or water retention, such as in the field, industrial fields such as condensation prevention and cold insulation materials.
このような吸水性樹脂としては、例えば、デンプン−アクリロニトリルグラフト重合体の加水分解物(特許文献1)、デンプン−アクリル酸グラフト重合体の中和物(特許文献2)、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体のケン化物(特許文献3)、アクリロニトリル共重合体もしくはアクリルアミド共重合体の加水分解物(特許文献4)、またはこれらの架橋体、逆相懸濁重合によって得られた自己架橋型ポリアクリル酸ナトリウム(特許文献5)、ポリアクリル酸部分中和物架橋体(特許文献6)等が知られている。 Examples of such a water-absorbing resin include a hydrolyzate of starch-acrylonitrile graft polymer (Patent Document 1), a neutralized product of starch-acrylic acid graft polymer (Patent Document 2), and vinyl acetate-acrylic acid ester. Copolymer saponified product (Patent Document 3), acrylonitrile copolymer or acrylamide copolymer hydrolyzate (Patent Document 4), or a cross-linked product thereof, a self-cross-linked polymer obtained by reverse phase suspension polymerization Sodium acrylate (Patent Document 5), a polyacrylic acid partial neutralized cross-linked product (Patent Document 6), and the like are known.
従来、吸水性樹脂を製造する方法としては、水溶性重合法などの技術が知られており、例えば、特定容器内で親水性ビニル系単量体水溶液を断熱重合する方法(特許文献7)や双腕ニーダー内で攪拌により重合体ゲルを破断しながら重合する方法(特許文献8)、ベルト上で静置重合するベルト式連続製造装置(特許文献9,10)等を挙げることができる。 Conventionally, as a method for producing a water-absorbent resin, a technique such as a water-soluble polymerization method is known. For example, a method of adiabatic polymerization of a hydrophilic vinyl monomer aqueous solution in a specific container (Patent Document 7) or Examples thereof include a method in which a polymer gel is broken while stirring in a double-arm kneader (Patent Document 8), and a belt type continuous production apparatus (Patent Documents 9 and 10) in which the polymer gel is allowed to stand on the belt.
しかしながら、従来の連続製造装置では、原料を全部混合してから重合機に供給するため、供給配管内で液状原料が重合してしまい供給配管を閉塞してしまう問題点があった。その対策として液状原料の単量体水溶液と、重合開始剤のうちの少なくとも1成分とをそれぞれ異なる供給配管を通し、少なくとも一方の出口付近において両供給配管が隣接する構造となっている吸水性樹脂の製造装置(特許文献11)が提案されているが、この装置においても、運転中に装置を緊急停止した時などに単量体混合物と重合開始剤が混合された部分で単量体混合物が重合してしまい、ノズル先端部分を閉塞するという問題がある。さらに、重合機へ供給前の脱酸素を十分に行った添加剤水溶液、例えば、液状原料の内部架橋剤や連鎖移動剤、単量体混合物を35℃以上で長時間放置するとオリゴマーが生成するという問題がある。 However, in the conventional continuous production apparatus, since all the raw materials are mixed and then supplied to the polymerization machine, there is a problem that the liquid raw material is polymerized in the supply pipe and the supply pipe is blocked. As a countermeasure, a water-absorbent resin having a structure in which an aqueous monomer solution of a liquid raw material and at least one component of a polymerization initiator are passed through different supply pipes, and both supply pipes are adjacent to each other in the vicinity of at least one outlet. The manufacturing apparatus (Patent Document 11) is proposed, but also in this apparatus, when the apparatus is urgently stopped during operation, the monomer mixture is mixed at the portion where the monomer mixture and the polymerization initiator are mixed. There exists a problem of superposing | polymerizing and obstruct | occluding the nozzle front-end | tip part. Further, an additive aqueous solution that has been sufficiently deoxygenated before being supplied to the polymerization machine, for example, an internal cross-linking agent, a chain transfer agent, or a monomer mixture of a liquid raw material is left to stand at a temperature of 35 ° C. or more for a long time, and an oligomer is formed. There's a problem.
本発明の目的は、吸水性樹脂の製造装置において、原料の供給配管の閉塞を防止し、装置の緊急停止などの際に、万一、供給配管内で原料が重合を開始しても速やかに供給配管の洗浄が行える吸水性樹脂の製造装置及び製造方法を提供することにある。 The object of the present invention is to prevent clogging of the raw material supply pipe in the water absorbent resin production apparatus, and immediately in the event of an emergency stop of the apparatus, even if the raw material starts to polymerize in the supply pipe. An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for manufacturing a water-absorbent resin capable of cleaning a supply pipe.
本発明は、複数の原料を混合した原料混合物を重合する重合機と、各原料の貯蔵槽から前記重合機に原料を原料混合物として供給する原料供給配管とを備えた吸水性樹脂の製造装置であって、前記原料供給配管の全てが、各原料貯蔵槽から前記重合機よりも高い位置まで一旦引き上げられた後、垂直方向に1/10000以上の下がり配管により前記重合機に連絡されていることを特徴とする吸水性樹脂の製造装置である。 The present invention is an apparatus for producing a water-absorbent resin comprising a polymerization machine for polymerizing a raw material mixture in which a plurality of raw materials are mixed, and a raw material supply pipe for supplying the raw material as a raw material mixture from a storage tank for each raw material to the polymerization machine. All of the raw material supply pipes are once pulled up from each raw material storage tank to a position higher than the polymerization machine, and then communicated with the polymerization machine by a downward pipe of 1/10000 or more in the vertical direction. This is an apparatus for producing a water-absorbent resin.
また、本発明は、上記本発明の製造装置を用い、複数の原料貯蔵槽から各原料を原料供給配管を介して原料混合物として前記重合機に供給し、重合させて重合体を得ることを特徴とする吸水性樹脂の製造方法である。 Further, the present invention is characterized in that using the production apparatus of the present invention, each raw material is supplied as raw material mixture from a plurality of raw material storage tanks through a raw material supply pipe to the polymerization machine and polymerized to obtain a polymer. This is a method for producing a water-absorbent resin.
本発明は、原料の供給配管が一旦、高所にまで引き上げられた後、下がり配管によって重合機に連絡されているため、供給配管内で原料が重合を開始、或いはオリゴマーが生成した場合でも、供給配管内の圧力を利用して速やかに供給配管内の原料及び重合体を排出することができる。特に、該供給配管に不活性ガスや洗浄液を導入する設備を付設しておくことにより、より容易に供給配管内の原料や重合体を排出し、洗浄することができる。 In the present invention, since the supply pipe of the raw material is once pulled up to a high place and then communicated to the polymerization machine by the lower pipe, even when the raw material starts polymerization in the supply pipe or an oligomer is generated, The raw material and the polymer in the supply pipe can be quickly discharged using the pressure in the supply pipe. In particular, by providing a facility for introducing an inert gas or a cleaning liquid to the supply pipe, the raw material or polymer in the supply pipe can be discharged and cleaned more easily.
図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の製造装置の好ましい実施形態の全体の構成を示す概略図であり、図2,図3は原料混合物の抜液設備及び洗浄設備の構成を示す概略図である。図中、1a〜1fは流量調整用手動バルブ、2,3,4は自動弁、5a〜5fは自動三方弁、6a〜6f,7は原料供給配管、8は供給装置、11a,11b,17は駆動用油圧またはエアーシリンダー、13はミキサー、14はフレキシブルチューブ、15はノズル、16は洗浄水受け、18はベルト、19はローラー、20は洗浄水排水配管、21は回転軸、22は重合機カバー、23は自動弁、24は重合体ゲル、25はゲル解砕機、26a〜26fは供給ポンプ、31は重合機、32は冷却部、33は加熱部、34は窒素導入管、35はベント口である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a preferred embodiment of the production apparatus of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are schematic diagrams showing the configuration of a raw material mixture drainage facility and a cleaning facility. In the figure, 1a to 1f are manual valves for flow rate adjustment, 2, 3 and 4 are automatic valves, 5a to 5f are automatic three-way valves, 6a to 6f and 7 are raw material supply pipes, 8 is a supply device, 11a, 11b and 17 Is a hydraulic or air cylinder for driving, 13 is a mixer, 14 is a flexible tube, 15 is a nozzle, 16 is a washing water receiver, 18 is a belt, 19 is a roller, 20 is a washing water drain pipe, 21 is a rotating shaft, 22 is a polymerization Machine cover, 23 automatic valve, 24 polymer gel, 25 gel crusher, 26a-26f supply pump, 31 polymerizer, 32 cooling unit, 33 heating unit, 34 nitrogen introduction pipe, 35 It is a vent.
尚、本実施形態は重合機としてベルト式の連続重合機を用いた例であり、一旦供給装置8において全ての原料を混合し、原料混合物としてベルトに供給して重合する装置であり、原料としてA〜Fの6種類の原料を混合して重合する例を示す。本発明においては、重合機は連続重合機に限定されるものではないが、前記したように、連続重合機を用いて連続製造する際には、原料を全て混合してから重合機に供給されるため、重合機に供給する前に原料混合物の重合が開始して供給装置や配管に閉塞を生じやすい。よって、本発明は連続重合機に好ましく適用される。
In addition, this embodiment is an example using a belt-type continuous polymerization machine as a polymerization machine, and is an apparatus that once mixes all raw materials in the
原料A〜Fはそれぞれ調合槽で調合され供給ポンプまたは圧送、ヘッド差を用いて貯槽または流量チェック槽等の原料貯蔵槽へ送られ、該原料貯蔵槽からさらに供給ポンプ26a〜26fにより流量調節されて供給装置8(図2のミキサー13、フレキシブルチューブ14、シリンダー11a,11b、自動弁4がこれに相当する)を経て重合機31へ供給される。
The raw materials A to F are respectively prepared in a mixing tank and supplied to a raw material storage tank such as a storage tank or a flow rate check tank using a supply pump or pressure feed and a head difference, and the flow rate is further adjusted from the raw material storage tank by
本発明においては原料貯蔵槽から重合機31に至る原料供給配管の少なくとも1本は重合機31より高い地点まで引き上げた後、垂直方向に1/10000以上の下がり配管を用いる。このような下がり配管を用いる供給配管としては、内部で原料或いは原料混合物が重合開始やオリゴマーの生成によって閉塞する恐れがある箇所に適用される。原料供給配管を引き上げる地点としては、製造装置が設置される建屋内で可能な最高地点か、もしくは重合機よりも0.25m以上引き上げることが好ましい。
In the present invention, at least one of the raw material supply pipes from the raw material storage tank to the
図1においては、全ての原料の供給配管6a〜6fと、原料A〜Eを混合する供給配管7について、下がり配管を用いて構成した例である。このように、供給配管6a〜6f及び7が下がり配管で構成されているため、供給配管7内で重合が開始されたり、オリゴマーが生成しても、高低差による圧力によって供給配管7内の原料及び重合体を容易に排出することができる。
FIG. 1 shows an example in which all the raw material supply pipes 6a to 6f and the
本実施形態においては、図2,図3に示したように供給配管7の直前の6a〜6fには、自動三方弁5a〜5fが設けられており、トラブル等で装置を緊急停止するときは、原料は自動三方弁5a〜5fで重合機31への供給が停止されると同時に、原料混合物を供給するノズル15は油圧またはエアーで駆動するシリンダー11a,11bにより重合機31のベルト18より持ち上げられる。ノズル15が持ち上げられた後に、洗浄水受け16がノズル15の下部に油圧またはエアーで駆動するシリンダー17により挿入される。その後、自動弁3が開き、不活性ガス(またはエアー)で供給配管7内の原料を洗浄水受け16、洗浄水排水配管20を経由して排出する。その後、自動弁3が閉まり、自動弁2が開き、洗浄水で供給配管7及びノズル15、ミキサー13等を洗浄することができる。万一、供給配管7、ノズル15、ミキサー13内等で原料の一部が重合したとしても、洗浄水で洗浄出来ない様な高分子量ゲルになる前に洗浄水で洗浄して除去することができる。
In this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, automatic three-
尚、本発明においては、原料や原料混合物の温度を5℃〜35℃以下で重合機31に供給することにより、トラブル発生による装置の緊急停止により原料が低溶存酸素下で長期放置されても温度上昇により原料や原料混合物が供給配管6a〜6f,7内で反応することを防止出来ると同時に、原料及び原料混合物の重合機31への供給温度を35℃以下とすることで、原料混合物の重合ゲル化反応中の最高到達温度を105℃以下とすることが出来る。
In the present invention, the temperature of the raw material or the raw material mixture is supplied to the
本発明において、原料とは、液状原料の単量体、内部架橋剤、還元剤、重合開始剤、連鎖移動剤等を総称し、原料混合物とは、それら二つ以上を混合したものを意味する。 In the present invention, the raw material is a generic term for a liquid raw material monomer, an internal crosslinking agent, a reducing agent, a polymerization initiator, a chain transfer agent, etc., and the raw material mixture means a mixture of two or more of them. .
本発明は供給配管6a〜6f,7に逆止弁(チェッキ弁)を設けることにより、トラブルまたは誤操作により、原料の供給配管6a〜6f,7に異種成分が逆流して重合が起こり供給配管6a〜6f,7を閉塞するトラブルを防止することが出来る。 In the present invention, by providing check valves (check valves) in the supply pipes 6a to 6f and 7, the raw material supply pipes 6a to 6f and 7 are caused to flow back into the supply pipes 6a to 6f and 7 due to troubles or erroneous operations, and polymerization occurs to supply pipes 6a. Troubles that block .about.6f and 7 can be prevented.
本発明で用いられる液状原料の単量体としては、重合により吸水性樹脂となりうるものであれば特に限定されないが、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などのアニオン性不飽和単量体及びその塩;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など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)アクリルアミド及びそれらの四級塩などのカチオン性不飽和単量体などを挙げることができる。これらは1種または2種以上を使用することができる。 The monomer of the liquid raw material used in the present invention is not particularly limited as long as it can become a water-absorbing resin by polymerization. For example, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, 2 Anionic unsaturated monomers such as (meth) acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid, 2- (meth) acryloylethanesulfonic acid, 2- (meth) acryloylpropanesulfonic acid and salts thereof; acrylamide, methacrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, Nn-propyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl ( (Meth) acrylate, methoxypolyethylene Nonionic hydrophilic group-containing unsaturated monomers such as glycol (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, vinylpyridine, N-vinylpyrrolidone, N-vinylacetamide, N-acryloylpiperidine, N-acryloylpyrrolidine; N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide and their four And cationic unsaturated monomers such as grade salts. These can use 1 type (s) or 2 or more types.
これらの中でアクリル酸またはその塩(例えば、ナトリウム、リチウム、カリウム、アンモニウム、アミン類等の塩)を主成分として用いることが好ましく、アクリル酸またはその塩以外の他の単量体の使用量は通常全単量体中50モル%未満とすることが好ましく、より好ましくは30モル%以下である。親水性単量体水溶液の単量体濃度は一般に広い範囲にわたって可変であるが、10〜60質量%が好ましい。より好ましくは25〜45質量%であり、さらに好ましくは30〜45質量%である。10質量%未満の場合には、生産性が低い。 Among these, acrylic acid or a salt thereof (for example, a salt of sodium, lithium, potassium, ammonium, amines, etc.) is preferably used as a main component, and the amount of other monomers other than acrylic acid or a salt thereof is used. Is usually preferably less than 50 mol%, more preferably 30 mol% or less in the total monomer. The monomer concentration of the hydrophilic monomer aqueous solution is generally variable over a wide range, but is preferably 10 to 60% by mass. More preferably, it is 25-45 mass%, More preferably, it is 30-45 mass%. When it is less than 10% by mass, the productivity is low.
一方、60質量%を超えると、高分子鎖の自己架橋部分の割合が高くなり、得られる吸水性樹脂の吸収倍率が低下するおそれがある。 On the other hand, if it exceeds 60% by mass, the ratio of the self-crosslinked portion of the polymer chain increases, and the absorption capacity of the resulting water-absorbent resin may be reduced.
アクリル酸塩としては、アクリロニトリルを科学的に或いは微生物を用いて加水分解して得られるアクリル酸アンモニウムも用いられる。 As the acrylate, ammonium acrylate obtained by hydrolyzing acrylonitrile scientifically or using a microorganism is also used.
重合に際しては、澱粉・セルロース、澱粉・セルロースの誘導体、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や、次亜リン酸(塩)等の連鎖移動剤を添加してもよい。 Upon polymerization, starch / cellulose, starch / cellulose derivatives, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid (salt), hydrophilic polymers such as cross-linked polyacrylic acid (salt), and chains such as hypophosphorous acid (salt) A transfer agent may be added.
本発明において吸水性樹脂は架橋構造を有することが好ましく、架橋剤を使用しない自己架橋型のものや、2個以上の重合性不飽和基或いは2個以上の反応性基を有する内部架橋剤を共重合または反応させた型のものが例示できる。好ましくは親水性不飽和単量体に内部架橋剤を共重合または反応させた架橋構造を有する吸水性樹脂である。 In the present invention, the water-absorbing resin preferably has a crosslinked structure, and is a self-crosslinking type that does not use a crosslinking agent, or an internal crosslinking agent having two or more polymerizable unsaturated groups or two or more reactive groups. Examples of the copolymerized or reacted type can be given. A water-absorbing resin having a crosslinked structure obtained by copolymerizing or reacting an internal crosslinking agent with a hydrophilic unsaturated monomer is preferable.
本発明の内部架橋剤の具体例としては、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、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルホスフェート、トリアリルアミン、ポリ(メタ)アリロキシアルカン、(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールジグリシジルエーテル、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、1,4−ブタンジオール、ペンタエリスリトール、エチレンジアミン、ポリエチレンイミン、グリシジル(メタ)アクリレートなどを挙げることが出来る。またこれらの内部架橋剤は2種以上使用してもよい。 Specific examples of the internal cross-linking agent of the present invention include, for example, N, N′-methylenebis (meth) acrylamide, (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, (poly) propylene glycol di (meth) acrylate, and trimethylolpropane. Tri (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, glycerin tri (meth) acrylate, glycerin acrylate methacrylate, ethylene oxide modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (Meth) acrylate, triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, triallyl phosphate, triallylamine, poly (meth) allyloxyalkane, (poly) ethyl Glycol diglycidyl ether, glycerol diglycidyl ether, ethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, glycerin, 1,4-butanediol, pentaerythritol, ethylenediamine, polyethyleneimine, glycidyl (meth) acrylate, and the like. Two or more of these internal crosslinking agents may be used.
本発明の重合開始剤としては、例えば、酸化性開始剤及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。これらの開始剤(重合開始剤)は、上記単量体の種類に応じて一種類のみを使用してもよく、複数種のものを組み合わせて使用してもよい。例えば、アクリル酸系単量体を原料として使用する場合には、例えば、過硫酸ナトリウム(NaPs)等の過硫酸塩(酸化性開始剤)とL−アスコルビン酸(塩)(還元剤)との組合せ;過硫酸塩、過酸化水素(いずれも酸化性開始剤)、L−アスコルビン酸(塩)(還元剤)の組合せ;過硫酸塩、過酸化水素(いずれも酸化性開始剤)、アゾ系開始剤(熱分解型開始剤)、L−アスコルビン酸(塩)(還元剤)の組合せ;等が好適に用いられる。また、上記架橋剤は、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。さらに、場合によっては、重合反応終了後に架橋剤を添加し、架橋構造を形成させることもできる。 Examples of the polymerization initiator of the present invention include, but are not limited to, a redox initiator comprising a combination of an oxidizing initiator and a reducing agent; a thermal decomposition initiator; a photopolymerization initiator; It is not something. These initiators (polymerization initiators) may be used alone or in combination of a plurality of types depending on the type of the monomer. For example, when an acrylic acid monomer is used as a raw material, for example, a persulfate (oxidizing initiator) such as sodium persulfate (NaPs) and L-ascorbic acid (salt) (reducing agent) Combination: persulfate, hydrogen peroxide (all oxidative initiator), L-ascorbic acid (salt) (reducing agent) combination; persulfate, hydrogen peroxide (all oxidative initiator), azo A combination of an initiator (thermal decomposition type initiator), L-ascorbic acid (salt) (reducing agent), and the like are preferably used. The crosslinking agent is not particularly limited as long as it has two or more functional groups in the molecule and contributes to the formation of a crosslinked structure. Further, in some cases, a crosslinking agent may be added after the polymerization reaction to form a crosslinked structure.
本発明に用いられる添加剤である還元剤としては、L−アスコルビン酸(塩)、亜硫酸水素塩、アミン、塩化鉄、モール塩が挙げられる。アゾ系重合開始剤としては、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩等の水溶性アゾ系重合開始剤を挙げることができる。 Examples of the reducing agent that is an additive used in the present invention include L-ascorbic acid (salt), bisulfite, amine, iron chloride, and molle salt. The azo polymerization initiator include 2,2'-azobis (2-Amiji Bruno propane) 2 water-soluble azo polymerization initiators such as hydrochloride.
本発明において、最後に混合する原料Fの供給配管6eやミキサー13は原料や原料混合物が供給配管6eやミキサー13内に長時間滞留しないように、垂直に設置することが好ましい。原料及び原料混合物が垂直に供給されることにより、長時間滞留による重合に起因する閉塞を防ぐことができる。
In the present invention, the
本発明においては、供給配管7及びミキサー13内などの閉塞を防ぐため、供給配管7やミキサー13内などで原料が混合された後の平均滞留時間は0.01〜10秒、好ましくは0.1〜2秒である。滞留時間が0.01秒よりも短いと原料、特に重合開始剤の混合が不均一となる。滞留時間が10秒を超えると、供給配管7やミキサー13内などで重合が始まり閉塞を招くおそれがある。
In the present invention, in order to prevent the
尚、本発明の製造装置においては、開始剤と接触する部分には、ステンレス、テフロン(登録商標)、ガラス、シリコーン、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル等の、原料に不活性な材料を用いることが好ましい。 In addition, in the production apparatus of the present invention, a material inactive to the raw material such as stainless steel, Teflon (registered trademark), glass, silicone, polyolefin, polyester, polyvinyl chloride, or the like is used for the portion that contacts the initiator. Is preferred.
重合開始剤を複数用いる場合には、そのうちの少なくとも1成分を、原料の単量体水溶液と異なる供給管を通して供給すればよく、単量体水溶液中に入れるとすぐに重合が開始してしまう成分(最終成分)を、他の原料と異なる供給配管(図1の場合は供給配管6e)を通して供給するのが好ましい。例えば、酸化性重合開始剤と還元剤との組み合わせからなるレドックス系の重合開始剤を用いる場合には、酸化性重合開始剤と還元剤のうちの一方を供給配管7において単量体水溶液中へ供給し、もう一方を供給配管6eを通して供給するのが好ましい。
In the case of using a plurality of polymerization initiators, at least one of them may be supplied through a supply pipe different from the raw monomer aqueous solution, and the component starts polymerization as soon as it is put into the monomer aqueous solution. It is preferable to supply (final component) through a supply pipe (in the case of FIG. 1,
本発明の製造装置の重合機31としては、どんな重合形式でも良い。例えば連続的に静置重合する重合方式が挙げられる。静置重合とは、重合が開始してから、重合系が重合熱により最高到達温度に達するまでの間、実質的に攪拌することなく重合することをいう。静置重合に使用する重合機としては、重合系が接触する面の加熱及び/または冷却を行え、重合系から溶媒が蒸発できる空間を有するものであれば特に限定されるものではない。
The
図1〜図3に例示した実施形態の重合機31は、ベルト18、これを駆動するためのモーター及び/または減速機を介したローラー21、ベルト18上の重合体ゲル(または原料混合物)24を冷却するための冷却部32と、加熱するための加熱部33、雰囲気中に窒素を導入するための窒素導入管34、全体を覆うための重合機カバー22を備えている。原料混合物は供給装置8のミキサー13よりフレキシブルチューブ14を経由してノズル15からベルト18上に供給され、そのまま攪拌されることなく重合が行われる。
The
ベルト18上の原料混合物の厚みは12〜50mmの範囲が好ましく、15〜30mmの範囲がより好ましい。厚みが10mm未満の場合には、生産性が低く、一方、厚みが50mmを超えると重合温度のコントロールが困難となり、最高到達温度が95℃を超えるようになり、得られる吸水性樹脂の水可溶分が多くなる。
The thickness of the raw material mixture on the
また、窒素導入管34から窒素を導入して重合雰囲気中の酸素濃度を5容量%以下とすることが好ましい。より好ましくは1容量%以下である。酸素濃度が5容量%を超えると重合が開始するまでに溶存酸素濃度が上昇し、誘導期間が長くなることがある。
Further, it is preferable to introduce nitrogen from the
重合により得られた重合体が含水ゲル状である場合には、該含水ゲル状重合体を乾燥するため適当なサイズに粉砕・分級し、平均粒径が1〜10mm程度の含水ゲル状重合体とすることができる。含水ゲル状重合体の粉砕には、特に制限されないが、例えば、ミートチョッパーやカッティングミルを用いることができる。図1には解砕機25を備え、解砕ゲルとして装置より排出する例を示した。
When the polymer obtained by polymerization is in the form of a hydrogel, the hydrogel polymer is pulverized and classified to an appropriate size for drying, and the hydrogel polymer having an average particle size of about 1 to 10 mm. It can be. Although it does not restrict | limit especially in the grinding | pulverization of a hydrogel polymer, For example, a meat chopper and a cutting mill can be used. FIG. 1 shows an example in which a
上記含水ゲル状重合体の乾燥には、通常の乾燥機や加熱炉を用いることができる。例えば、薄型攪拌乾燥機、回転乾燥機、円盤乾燥機、流動層乾燥機、気流乾燥機、赤外線乾燥機等である。乾燥により得られた吸水性樹脂はそのまま粗粒状として、或いは粉砕して粉末状として用いられる。 A normal dryer or a heating furnace can be used for drying the hydrated gel polymer. For example, a thin agitation dryer, rotary dryer, disk dryer, fluidized bed dryer, airflow dryer, infrared dryer, and the like. The water-absorbent resin obtained by drying can be used as it is in the form of coarse particles or as a powder after being pulverized.
本発明で得られる吸水性樹脂は、さらに表面近傍を架橋処理してもよく、これにより荷重下の吸収倍率の大きい吸水性樹脂を得ることができる。表面架橋処理には、吸水性樹脂の有する官能基、例えば酸性基と反応し得る架橋剤を用いればよく、通常、該用途に用いられている公知の架橋剤が例示される。 The water-absorbing resin obtained in the present invention may be further subjected to a crosslinking treatment in the vicinity of the surface, whereby a water-absorbing resin having a large absorption capacity under load can be obtained. For the surface cross-linking treatment, a cross-linking agent capable of reacting with a functional group of the water-absorbent resin, for example, an acidic group, may be used, and a known cross-linking agent usually used for the application is exemplified.
表面架橋剤としては、例えば、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、1,4−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化合物;エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレンジグリシジルエーテル、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、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、プロピレングリコールジ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、グリシドール等の多価エポキシ化合物;エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ポリエチレンイミン等の多価アミン化合物や、それらの無機塩ないし有機塩(例えば、アジチニウム塩等);2,4−トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の多価イソシアネート化合物;1,2−エチレンビスオキサゾリン等の多価オキサゾリン化合物;1,3−ジオキソラン−2−オン、4−メチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、4,5−ジメチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、4,4−ジメチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、4−エチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、4−ヒドロキシメチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、1,3−ジオキサン−2−オン、4−メチル−1,3−ジオキサン−2−オン、4,6−ジメチル−1,3−ジオキサン−2−オン、1,3−ジオキソパン−2−オン等のアルキレンカーボネート化合物;エピクロロヒドリン、エピブロムヒドリン、α−メチルエピクロロヒドリン等のハロエポキシ化合物、及び、その多価アミン付加物(例えばハーキュレス製「カイメン(登録商標)」);亜鉛、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、鉄、ジルコニウム等の水酸化物及び塩化物等の多価金属化合物等が挙げられる。これらの中でも多価アルコール化合物、多価エポキシ化合物、多価アミン化合物やそれらの塩、アルキレンカーボネート化合物が好ましい。これらの表面架橋剤は単独で用いてもよいし、二種以上併用してもよい。 Examples of the surface crosslinking agent include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, 1,3-propanediol, dipropylene glycol, 2,2,4-trimethyl-1,3- Pentadiol, polypropylene glycol, glycerin, polyglycerin, 2-butene-1,4-diol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,2-cyclohexanedimethanol, 1,2-cyclohexanol, trimethylolpropane, diethanolamine, triethanolamine, polyoxypropylene, oxyethylene-oxypropylene block copolymer, pentaerythritol, sorbitol, etc. Alcohol compounds; polyhydric epoxy compounds such as ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene diglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, glycidol Polyvalent amine compounds such as ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, polyethyleneimine, and their inorganic or organic salts (eg, aditinium salts); 2,4-tolylene diisocyanate Polyisocyanate compounds such as hexamethylene diisocyanate; 1,2-ethylenebisoxa Polyvalent oxazoline compounds such as phosphorus; 1,3-dioxolan-2-one, 4-methyl-1,3-dioxolan-2-one, 4,5-dimethyl-1,3-dioxolan-2-one, 4, 4-dimethyl-1,3-dioxolan-2-one, 4-ethyl-1,3-dioxolan-2-one, 4-hydroxymethyl-1,3-dioxolan-2-one, 1,3-dioxane-2 Alkylene carbonate compounds such as -one, 4-methyl-1,3-dioxan-2-one, 4,6-dimethyl-1,3-dioxan-2-one, 1,3-dioxopan-2-one; epichloro Haloepoxy compounds such as hydrin, epibromohydrin, α-methylepichlorohydrin, and their polyvalent amine adducts (for example, “Caimen (registered trademark)” manufactured by Hercules); zinc, potassium Siumu, magnesium, aluminum, iron, polyvalent metal compounds such as hydroxides and chlorides such as zirconium and the like. Among these, polyhydric alcohol compounds, polyhydric epoxy compounds, polyhydric amine compounds and salts thereof, and alkylene carbonate compounds are preferable. These surface crosslinking agents may be used alone or in combination of two or more.
表面架橋剤の量としては、吸水性樹脂100質量部に対して0.001〜10質量部用いるのが好ましく、0.01〜5質量部用いるのがより好ましい。加熱処理には通常の乾燥機や加熱炉を用いることができる。例えば、薄型攪拌乾燥機、回転乾燥機、円盤乾燥機、流動層乾燥機、気流乾燥機、赤外線乾燥機等である。 The amount of the surface cross-linking agent is preferably 0.001 to 10 parts by mass, more preferably 0.01 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the water absorbent resin. A normal dryer or a heating furnace can be used for the heat treatment. For example, a thin agitation dryer, rotary dryer, disk dryer, fluidized bed dryer, airflow dryer, infrared dryer, and the like.
その場合、加熱処理温度は好ましくは40〜250℃、より好ましくは90〜230℃、さらに好ましくは120〜220℃である。加熱処理時間としては、通常1〜120分が好ましく、10〜60分がより好ましい。本発明の製造方法で得られた吸水性樹脂は、酸化チタン、酸化珪素、活性炭等の無機微粒子;ポリメタクリル酸メチル等の有機微粒子;パルプ等の親水性繊維;ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等の合成繊維;ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート等の界面活性剤;消臭剤;抗菌剤等を製造途中や製造後に添加することもできる。 In that case, heat processing temperature becomes like this. Preferably it is 40-250 degreeC, More preferably, it is 90-230 degreeC, More preferably, it is 120-220 degreeC. As heat processing time, 1-120 minutes are preferable normally and 10-60 minutes are more preferable. The water-absorbent resin obtained by the production method of the present invention is composed of inorganic fine particles such as titanium oxide, silicon oxide and activated carbon; organic fine particles such as polymethyl methacrylate; hydrophilic fibers such as pulp; and synthetic fibers such as polyethylene fibers and polypropylene fibers. Fibers; surfactants such as polyethylene glycol and polyoxyethylene sorbitan monostearate; deodorants; antibacterial agents and the like may be added during or after production.
以下、実施例によりさらに詳細に本発明を説明するが、本発明がこれら実施例のみに限定されるものではない。尚、実施例中で「部」とは特にことわりがない限り「質量部」を表すものとする。また、「%」については、特にことわりがない限り、窒素濃度及び酸素濃度については「容量%」、これら以外については「質量%」を表すものとする。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited only to these Examples. In the examples, “parts” represents “parts by mass” unless otherwise specified. As for “%”, unless otherwise specified, the nitrogen concentration and the oxygen concentration represent “volume%”, and other than these represent “mass%”.
[吸水倍率]
約0.2gの吸水性樹脂A(g)を不織布製のティーバック式袋(50×70mm)に均一に入れ、0.9質量%塩化ナトリウム水溶液中に浸積した。60分後にティーバック式袋を引き上げ、一定時間水切りを行った後、ティーバック式袋の質量W(g)を測定した。同様の操作を吸水性樹脂を用いずに行ない、その時の袋の質量B(g)を測定した。得られた測定値から次式に従って、吸水性樹脂の吸収倍率を算出した。
[Water absorption ratio]
About 0.2 g of the water-absorbing resin A (g) was uniformly placed in a non-woven teabag bag (50 × 70 mm) and immersed in a 0.9 mass% sodium chloride aqueous solution. After 60 minutes, the tea bag was pulled up, drained for a certain period of time, and then the mass W (g) of the tea bag was measured. The same operation was performed without using the water absorbent resin, and the mass B (g) of the bag at that time was measured. The absorption capacity of the water-absorbent resin was calculated from the measured values according to the following formula.
吸水倍率(g/g)=(W−B)/A Water absorption magnification (g / g) = (WB) / A
[可溶分]
約0.5gの吸水性樹脂C(g)を1000gの脱イオン水中に分散し、20時間攪拌した後、濾紙で濾過した。次に、得られた濾液50gを100mlビーカーにとり、該濾液に0.05N−水酸化ナトリウム水溶液2ml、N/100−メチルグリコールキトサン水溶液5ml、及び0.2質量%トルイジンブルー水溶液3滴を加えた。次いで、上記ビーカーの溶液を、N/400−ポリビニル硫酸カリウム水溶液を用いてコロイド滴定し、溶液の色が青色から赤紫色に変化した時点を滴定の終点として滴定量D(ml)を求めた。また、濾液50gに代えて脱イオン水50gを用いて同様の操作を行ない、ブランクとして滴定量E(ml)を求めた。そして、これら滴定量と吸水性樹脂を構成する単量体の平均分子量Fとから、次式に従って可溶分(質量%)量を算出した。
[Soluble content]
About 0.5 g of water-absorbing resin C (g) was dispersed in 1000 g of deionized water, stirred for 20 hours, and then filtered through filter paper. Next, 50 g of the obtained filtrate was put into a 100 ml beaker, and 2 ml of 0.05N sodium hydroxide aqueous solution, 5 ml of N / 100-methylglycol chitosan aqueous solution, and 3 drops of 0.2 mass% toluidine blue aqueous solution were added to the filtrate. . Next, the beaker solution was subjected to colloidal titration using an N / 400-polyvinyl potassium sulfate aqueous solution, and the titration point D (ml) was determined with the time point when the color of the solution changed from blue to reddish purple. Moreover, it replaced with 50 g of filtrates, performed the same operation using 50 g of deionized water, and calculated | required titer E (ml) as a blank. Then, from these titration amounts and the average molecular weight F of the monomer constituting the water-absorbent resin, the amount of soluble component (% by mass) was calculated according to the following formula.
可溶分(質量%)=(E−D)×(0.005/C)×F Soluble content (mass%) = (ED) × (0.005 / C) × F
[残存単量体]
脱イオン水1000gに吸水性樹脂0.5gを加え、攪拌下で2時間抽出した後、膨潤ゲル化した吸水性樹脂を濾紙を用いて濾別し、濾液中の残存単量体を液体クロマトグラフィーで分析した。一方、既知濃度の単量体標準溶液を同様に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単量体量を求めた。
[Residual monomer]
After adding 0.5 g of water-absorbing resin to 1000 g of deionized water and extracting with stirring for 2 hours, the swollen gelled water-absorbing resin was filtered off using filter paper, and the residual monomer in the filtrate was subjected to liquid chromatography. Analyzed with On the other hand, a calibration curve obtained by analyzing a monomer standard solution having a known concentration in the same manner was used as an external standard, and the amount of residual monomer in the water absorbent resin was determined in consideration of the dilution rate of the filtrate.
(実施例1)
幅30cm、15cm/分で走行する1周が4.5mのスチール製の支持ベルトと両側面に高さ50mmのテフロン(登録商標)樹脂製の側面堰を取り付け、5/1000のテーパー形状の、高さ20cmのカバーを有する製造装置を用いた。
Example 1
A steel support belt with a circumference of 4.5 m running at a width of 30 cm and 15 cm / min and a side weir made of Teflon (registered trademark) resin with a height of 50 mm are attached to both sides, and a taper shape of 5/1000, A manufacturing apparatus having a cover with a height of 20 cm was used.
アクリル酸10.7部及び37質量%アクリル酸ナトリウム水溶液70.07部の単量体、架橋剤のポリエチレングリコールジアクリレート(平均分子量478)0.08部、及び水19.15部からなる水溶液(原料A)を調整し、30℃に冷却し、窒素ガスを導入して脱気し、溶存酸素濃度を0.5ppm以下にした。溶存酸素濃度は、メトラートレド社製のINPRO 6800を用いて測定した。 An aqueous solution comprising 10.7 parts of acrylic acid and 70.07 parts of a 37% by weight aqueous sodium acrylate solution, 0.08 part of a polyethylene glycol diacrylate (average molecular weight 478) as a crosslinking agent, and 19.15 parts of water ( The raw material A) was adjusted, cooled to 30 ° C., degassed by introducing nitrogen gas, and the dissolved oxygen concentration was adjusted to 0.5 ppm or less. The dissolved oxygen concentration was measured using INPRO 6800 manufactured by METTLER TOLEDO.
上記水溶液(原料A)71.2kg/hrと、窒素ガスを導入して脱気した0.982質量%のV−50(和光純薬工業製アゾ系重合開始剤)水溶液(原料B)612g/hr、0.982質量%過硫酸ナトリウム水溶液(原料C)612g/hr及び0.088質量%L−アスコルビン酸水溶液(原料D)を612g/hrでラインミキシングした後、さらに窒素ガスを導入して脱気した0.07質量%過酸化水素水溶液(原料E)を612g/hrでラインミキシングし、窒素気流雰囲気下の雰囲気温度30℃の上記重合機に30℃で供給した。 71.2 kg / hr of the above aqueous solution (raw material A) and 0.982 mass% V-50 (azo polymerization initiator manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) aqueous solution (raw material B) 612 g / degassed by introducing nitrogen gas. hr, 0.982 mass% sodium persulfate aqueous solution (raw material C) 612 g / hr and 0.088 mass% L-ascorbic acid aqueous solution (raw material D) were mixed at 612 g / hr, and nitrogen gas was further introduced. A degassed 0.07 mass% aqueous hydrogen peroxide solution (raw material E) was line-mixed at 612 g / hr, and supplied at 30 ° C. to the above polymerization machine having an atmospheric temperature of 30 ° C. in a nitrogen stream atmosphere.
本例において用いた製造装置の原料供給配管と各原料A〜Eの貯蔵槽からの供給配管は、重合機のカバーより1m高い地点を経由した後、垂直方向に1/1000の下がり配管を用いて重合機に供給した。また、原料A〜Eの供給配管には洗浄装置を付設した。 The raw material supply piping of the production apparatus used in this example and the supply piping from the storage tanks of the raw materials A to E use a 1/1000 downward piping in the vertical direction after passing through a point 1 m higher than the cover of the polymerization machine. And fed to the polymerization machine. A cleaning device was attached to the supply pipes for the raw materials A to E.
上記条件で重合中、ベルト式重合機に不具合が見つかり、重合機への原料混合物の供給を停止し、停止後2分以内に各原料混合用ミキサーから重合機までの供給配管内の原料混合物を抜液し、水洗浄、窒素ブローを行った。1日後、運転を再開したが、供給配管に閉塞は生じなかった。 During the polymerization under the above conditions, a failure was found in the belt type polymerization machine, the supply of the raw material mixture to the polymerization machine was stopped, and within 2 minutes after the stop, the raw material mixture in the supply pipe from each raw material mixing mixer to the polymerization machine was removed. The liquid was drained, washed with water, and blown with nitrogen. One day later, the operation was resumed, but the supply piping was not blocked.
(実施例2)
実施例1と同じ重合機を用いた。本例において用いた製造装置の原料供給配管と各原料の貯蔵槽からの供給配管は、重合機のカバーより1m高い地点を経由した後、垂直方向に1/100の下がり配管を用いた。
(Example 2)
The same polymerization machine as in Example 1 was used. The raw material supply piping of the manufacturing apparatus used in this example and the supply piping from the storage tank of each raw material used a downward piping of 1/100 in the vertical direction after passing through a point 1 m higher than the cover of the polymerization machine.
アクリル酸10.7部及び37質量%アクリル酸ナトリウム水溶液70.07部の単量体、架橋剤のポリエチレングリコールジアクリレート(平均分子量478)0.08部、及び水19.15部からなる水溶液(原料A)を調整し、10℃に冷却して窒素ガスを導入し、脱気して溶存酸素濃度を0.5ppm以下にした。溶存酸素濃度は、メトラートレド社製のINPRO 6800を用いて測定した。 An aqueous solution comprising 10.7 parts of acrylic acid and 70.07 parts of a 37% by weight aqueous sodium acrylate solution, 0.08 part of a polyethylene glycol diacrylate (average molecular weight 478) as a crosslinking agent, and 19.15 parts of water ( The raw material A) was adjusted, cooled to 10 ° C., introduced with nitrogen gas, degassed, and the dissolved oxygen concentration was reduced to 0.5 ppm or less. The dissolved oxygen concentration was measured using INPRO 6800 manufactured by METTLER TOLEDO.
上記水溶液(原料A)71.2kg/hrと、窒素ガスを導入して脱気した0.982質量%のV−50(和光純薬工業製アゾ系重合開始剤)水溶液(原料B)612g/hr、0.982質量%過硫酸ナトリウム水溶液(原料C)612g/hr及び0.088質量%L−アスコルビン酸水溶液(原料D)を612g/hrでラインミキシングした後、さらに窒素ガスを導入して脱気した0.07質量%過酸化水素水溶液(原料E)を612g/hrでラインミキシングし、窒素気流雰囲気下の雰囲気温度30℃の上記重合機に10℃で供給した。 71.2 kg / hr of the above aqueous solution (raw material A) and 0.982 mass% V-50 (azo polymerization initiator manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) aqueous solution (raw material B) 612 g / degassed by introducing nitrogen gas. hr, 0.982 mass% sodium persulfate aqueous solution (raw material C) 612 g / hr and 0.088 mass% L-ascorbic acid aqueous solution (raw material D) were mixed at 612 g / hr, and nitrogen gas was further introduced. A degassed 0.07 mass% aqueous hydrogen peroxide solution (raw material E) was line-mixed at 612 g / hr and supplied at 10 ° C. to the above polymerizer having an atmospheric temperature of 30 ° C. in a nitrogen stream atmosphere.
重合中、ベルト式重合機の不具合が見つかり重合機への原料混合物の供給を停止し、停止後2分以内に、原料C,Eの混合用ミキサーから重合機までの供給配管内の原料混合物を抜液し、水洗浄、窒素ブローを行った。1hr後、運転を再開したが、供給配管の閉塞は起こらなかった。また、原料供給配管から抜液した原料混合物中に、固体の析出物は見られなかった。 During polymerization, a malfunction of the belt type polymerizer was found and the supply of the raw material mixture to the polymerization machine was stopped. Within 2 minutes after the stop, the raw material mixture in the supply pipe from the mixing mixer for raw materials C and E to the polymerization machine was removed. The liquid was drained, washed with water, and blown with nitrogen. After 1 hr, the operation was resumed, but the supply piping was not blocked. Further, no solid precipitate was found in the raw material mixture extracted from the raw material supply pipe.
(実施例3)
実施例2の運転終了後、2分以内に、原料C,Eの混合用ミキサーから重合機までの供給配管内の原料混合物を抜液し、水洗浄、窒素ブローを行った。原料及び原料混合物の供給配管を10℃に保ち、翌日(24hr後)、供給配管内を抜液した。
(Example 3)
Within 2 minutes after the end of the operation in Example 2, the raw material mixture in the supply pipe from the mixing mixer for raw materials C and E to the polymerization machine was drained, washed with water, and blown with nitrogen. The supply piping of the raw material and the raw material mixture was kept at 10 ° C., and the inside of the supply piping was drained the next day (after 24 hours).
最下部のドレンバルブを開き、抜液設備を使用することにより、供給配管の最高地点のガス抜きバルブを開けるだけで、全量を容易に抜液することができた。また、供給配管内から抜液した液中にオリゴマーと思われる白色の固体は析出していなかった。 By opening the drain valve at the bottom and using the drainage equipment, the entire volume could be drained easily just by opening the vent valve at the highest point of the supply piping. Moreover, the white solid which seems to be an oligomer did not precipitate in the liquid extracted from the supply piping.
(比較例1)
実施例2の条件で運転中、トラブルが発生し、重合機を停止した。停止後、原料C,Eの混合用ミキサーから重合機までの供給配管内の原料混合物の抜液を行わなかった。10分後、運転を再開しようとしたが、原料混合ミキサーから重合機までの原料供給配管はすでに閉塞していたため、運転を再開できなかった。
(Comparative Example 1)
During operation under the conditions of Example 2, trouble occurred and the polymerization machine was stopped. After stopping, the raw material mixture in the supply pipe from the mixing mixer for the raw materials C and E to the polymerization machine was not drained. After 10 minutes, an attempt was made to resume the operation, but the operation could not be resumed because the raw material supply pipe from the raw material mixing mixer to the polymerization machine had already been blocked.
(比較例2)
実施例2の装置を用い、運転終了後、2分以内に、原料C,Eの混合用ミキサーから重合機までの供給配管内の原料混合物を抜液し、水洗浄、窒素ブローを行った。その後、供給配管を冷却していた冷媒循環装置が故障したため、原料及び原料混合物の供給配管内温度が40℃に上昇し、2hr後、供給配管内の液を少量抜液したところ、固体が析出していた。冷媒循環装置の修理を行い、この状態で運転を行ったところ、運転開始直後に原料混合ミキサーから重合機までの供給配管内の一部が閉塞状態となり、原料の供給が不安定になったため、仕込量を合わすことができなくなった。
(Comparative Example 2)
Using the apparatus of Example 2, within 2 minutes after the operation was completed, the raw material mixture in the supply piping from the mixing mixer for raw materials C and E to the polymerization machine was drained, washed with water, and blown with nitrogen. After that, because the refrigerant circulation device that had cooled the supply pipe failed, the temperature in the supply pipe of the raw material and the raw material mixture rose to 40 ° C. After 2 hours, a small amount of liquid in the supply pipe was drained, and a solid was deposited. Was. After repairing the refrigerant circulation device and operating in this state, immediately after the start of operation, part of the supply pipe from the raw material mixing mixer to the polymerization machine became blocked, and the supply of raw material became unstable, The amount of charge cannot be adjusted.
1a〜1f 流量調整用手動バルブ
2,3,4 自動弁
5a〜5f 自動三方弁
6a〜6f,7 原料供給配管
8 供給装置
11a,11b,17 駆動用油圧またはエアーシリンダー
13 ミキサー
14 フレキシブルチューブ
15 ノズル
16 洗浄水受け
18 ベルト
19 ローラー
20 洗浄水排水配管
21 回転軸
22 重合機カバー
23 自動弁
24 重合体ゲル
25 ゲル解砕機
26a〜26f 供給ポンプ
31 重合機
32 冷却部
33 加熱部
34 窒素導入管
35 ベント口
1a to 1f Flow rate adjusting
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