JP5726283B2

JP5726283B2 - 吸水性ポリマー粒子から残留モノマーを除去する方法

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Application number: JP2013500463A
Authority: JP
Inventors: ヴェンゲラーローベアト; フローレカーリン
Original assignee: BASF SE
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Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2011-03-22
Publication date: 2015-05-27
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Description

本発明は、吸水性ポリマー粒子から残留モノマーを除去する方法に関し、この場合吸水性ポリマー粒子は、回転型混合工具を備えた混合機中で少なくとも６０℃の温度で水蒸気の存在下に熱的に後処理される。

吸水性ポリマー粒子の製造は、"ＭｏｄｅｒｎＳｕｐｅｒａｂｓｏｒｂｅｎｔＰｏｌｙｍｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ"，Ｆ．Ｌ．ＢｕｃｈｈｏｌｚｕｎｄＡＴ．Ｇｒａｈａｍ，Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ，１９９８，第７１〜１０３頁に記載されている。

吸水性ポリマーは、おむつ、タンポン、生理帯および別の衛生用品を製造するための、水溶液を吸収する製品として使用されているが、しかし、農業園芸における保水剤としても使用されている。水吸収性ポリマーは、「超吸収性ポリマー」または「超吸収剤」とも呼称される。

処理工程の重合および乾燥は、噴霧重合によって包括されてよい。付加的に、粒度は、適当な方法の実施によって或る程度の限界に調節することができる。

噴霧重合による水吸収性ポリマー粒子の製造は、例えば欧州特許出願公開第０３４８１８０号明細書Ａ１、欧州特許出願公開第０８１６３８３号明細書Ａ１、ＷＯ９６／４０４２７Ａ１、米国特許第４０２０２５６号明細書、米国特許第２００２／０１９３５４６号明細書およびドイツ連邦共和国特許出願公開第３５１９０１３号明細書Ａ１中に記載されている。

ＷＯ２００８／０９５９０１Ａ１には、流動化状態での水蒸気での熱的な後処理により残留モノマーを除去する方法が記載されている。

本発明の課題は、残留モノマーを吸水性ポリマー粒子から除去するための改善された方法を提供することであった。

殊に、本発明の課題は、特に安価な方法を提供することであった。

この課題は、吸水性ポリマー粒子が回転型混合工具を備えた混合機中でガス流の存在下に熱的に後処理され、吸水性ポリマー粒子が熱的な後処理中に少なくとも６０℃の温度および少なくとも３質量％の含水量を有し、およびガス流が乾燥ガス１ｋｇ当たり水蒸気を少なくとも０．０１ｋｇ含有することによって特徴付けられる、吸水性ポリマー粒子から残留モノマーを除去する方法によって解決された。

吸水性ポリマー粒子の温度は、熱的な後処理中に、特に６０〜１４０℃、特に有利に７０〜１２５℃、殊に有利に８０〜１１０℃である。

吸水性ポリマー粒子の含水量は、熱的な後処理中に、特に３〜５０質量％、特に有利に６〜３０質量％、殊に有利に８〜２０質量％である。

ガス流は、水蒸気を、特に乾燥ガス１ｋｇ当たり０．０１〜１ｋｇ、特に有利に乾燥ガス１ｋｇ当たり０．０５〜０．５ｋｇ、殊に有利に乾燥ガス１ｋｇ当たり０．１〜０．２５ｋｇ含有する。

熱的な後処理中での混合機中の平均滞留時間は、特に１０〜１２０分、特に有利に１５〜９０分、殊に有利に２０〜６０分である。

熱的な後処理に使用されるガス容量は、非連続的混合機中で、それぞれ吸水性ポリマー粒子１ｋｇ当たり、特に０．０１〜５Ｎｍ³／ｈ、特に有利に０．０５〜２Ｎｍ³／ｈ、殊に有利に０．１〜０．５Ｎｍ³／ｈであり、および連続的混合機中で、それぞれ通過された吸水性ポリマー粒子１ｋｇ当たり、特に０．０１〜５Ｎｍ³／ｈ、特に有利に０．０５〜２Ｎｍ³／ｈ、殊に有利に０．１〜０．５Ｎｍ³／ｈである。この場合、ガス容量は、標準条件（０℃、１０１３．２５ｈＰａ）に修正されたガス容量である。

ガスの通常の成分は、特に窒素、二酸化炭素、アルゴン、キセノン、クリプトン、ネオン、ヘリウム、空気または空気／窒素混合物、特に有利に窒素、または酸素１０体積％未満を有する空気／窒素混合物である。

酸素の存在は、吸水性ポリマー粒子の変色を生じうる。それに比べて、空気は、特に安価である。

本発明による方法において、回転型混合工具を備えた、当業者に公知の全ての非連続的混合機および連続的混合機、例えばスクリューミキサー、ディスクミキサー、ヘリカルスパイラルミキサーおよびパドルミキサーが使用されてよい。適当な混合機は、例えばベッカーショベルミキサー（ＢｅｃｋｅｒＳｈｏｖｅｌＭｉｘｅｒ）（Ｇｅｂｒ．ＬｏｅｄｉｇｅＭａｓｃｈｉｎｅｎｂａｕＧｍｂＨ，Ｐａｄｅｒｂｏｒｎ，ＤＥ）、ナラパドルミキサー（ＮａｒａＰａｄｄｌｅＭｉｘｅｒ）（ＮＡＲＡＭａｃｈｉｎｅｒｙＥｕｒｏｐｅ；Ｆｒｅｎｃｈｅｎ，ＤＥ）、Ｐｆｌｕｇｓｃｈａｒ（登録商標）ミキサー（Ｇｅｂｒ．ＬｏｅｄｉｇｅＭａｓｃｈｉｎｅｎｂａｕＧｍｂＨ，Ｐａｄｅｒｂｏｒｎ，ＤＥ）、ブリエコ−ナウタ（Ｖｒｉｅｃｏ−Ｎａｕｔａ）連続式ミキサー（ＨｏｓｏｋａｗａＭｉｃｒｏｎＢＶ；Ｄｏｅｔｉｎｃｈｅｍ：ＮＬ）、プロセッサル・ミックスミル（ＰｒｏｃｅｓｓａｌｌＭｉｘｍｉｌｌ）ミキサー（ＰｒｏｃｅｓｓａｌｌＩｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ；Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ；ＵＳ）およびルベルク（Ｒｕｂｅｒｇ）連続型ミキサー（ＲｕｂｅｒｇＧｍｂＨ＆ＣｏＫＧ；Ｎｉｅｈｅｉｍ；ＤＥ）である。本発明による方法において、特にベッカーショベルミキサー、Ｐｆｌｕｇｓｃｈａｒ（登録商標）ミキサーおよびルベルク（Ｒｕｂｅｒｇ）連続型ミキサーは、熱的な後処理のために使用される。

回転型混合工具を備えた混合機は、回転軸の状態に応じて垂直型ミキサーと水平型ミキサーとに区分される。好ましくは、本発明による方法には、水平型ミキサーが使用される。

本発明の範囲内の水平型ミキサーは、回転型混合工具を備えた混合機であり、生成物流の方向に対する、該混合機の回転軸の状態は、水平方向から２０°未満、特に１５°未満、特に有利に１０°未満、殊に有利に５°未満だけずれている。

水平方向に支承された混合工具を備えた混合機には、フルード数は、次のように定義されている：

上記式中、
ｒ：混合工具の半径
ω：角周波数
ｇ：重力加速度。

フルード数は、特に０．１〜６、特に有利に０．１５〜３、殊に有利に０．２〜１である。

混合機の内壁は、特に７０°未満、特に有利に６０°未満、殊に有利に５０°未満の水との接触角度を有する。接触角度は、湿潤挙動に関する１つの基準であり、およびＤＩＮ５３９００に従って測定される。

好ましくは、本発明による方法において、生成物と接触した内壁がステンレス鋼からなる混合機が使用される。ステンレス鋼は、通常、クロム１０．５〜１３質量％のクロム含量を有する。高いクロム含分は、鋼表面上に酸化クロムからなる保護性不動態化を生じる。他の合金成分は、耐蝕性を向上させ、および機械的性質を改善する。

特に好適な鋼は、例えば炭素少なくとも０．０８質量％を有するオーステナイト鋼である。好ましくは、オーステナイト系鋼は、鉄、炭素、クロム、ニッケルおよび場合によるモリブデンと共に、なお他の合金成分、特にニオブまたはチタンを含有する。

好ましいステンレス鋼は、ＤＩＮＥＮ１００２０に記載の材料番号１．４３ｘｘまたは１．４５ｘｘを有する鋼であり、この場合ｘｘは、０〜９９の自然数であることができる。特に好ましい材料は、材料番号１．４３０１、１．４５４１および１．４５７１を有する鋼、殊に材料番号１．４３０１を有する鋼である。

好ましくは、混合機の生成物と接触した内壁は研磨されている。研磨されたステンレス鋼表面は、艶消しされたかまたは粗面化された鋼表面よりも低い荒さおよび水との低い接触角度を有する。

本発明は、吸水性ポリマー粒子からの残留モノマーが流動するガスとの接触によって回転型混合工具を備えた混合機中で特に有効に除去されうるという認識を基礎とする。回転型混合工具を備えた混合機を使用することによって、ガス量および殊に水蒸気含分は、熱的な後処理の同じ有効性の際に明らかに低下されてよい。

この場合、ポリマー粒子は、乾燥しすぎないことが重要である。乾燥しすぎた粒子の場合、残留モノマーは、非本質的なことでしかないが、取り除かれる。高すぎる含水量は、ポリマー粒子の焼付き傾向を増加させる。熱的な後処理中の吸水性ポリマー粒子は、余りにも急速に乾燥しないようにするために、流れ当たるガスは、既に水蒸気を含有していなければならない。

以下、吸水性ポリマー粒子の製造が記載される。

吸水性ポリマー粒子は、例えば
ａ）少なくとも部分的に中和されていてよい、少なくとも１つのエチレン系不飽和の酸基含有モノマー、
ｂ）少なくとも１つの架橋剤、
ｃ）少なくとも１つの開始剤、
ｄ）場合により、ａ）に記載のモノマーと共重合可能な１つ以上のエチレン系不飽和モノマー、
ｅ）場合により１つ以上の水溶性ポリマー
を含有するモノマー溶液の重合によって製造され、および通常、水不溶性である。

モノマーａ）は、特に水溶性であり、即ち２３℃で水中での溶解性は、典型的には少なくとも水１ｇ／１００ｇ、有利に少なくとも水５ｇ／１００ｇ、特に有利に少なくとも水２５ｇ／１００ｇ、殊に有利に少なくとも水３５ｇ／１００ｇである。

適当なモノマーａ）は、例えばエチレン系不飽和カルボン酸、例えばアクリル酸、メタクリル酸およびイタコン酸である。特に有利なモノマーは、アクリル酸及びメタクリル酸である。殊に有利なのは、アクリル酸である。

更に、適当なモノマーａ）は、例えばエチレン系不飽和スルホン酸、例えばスチレンスルホン酸および２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）である。

不純物は、重合に対して重大な影響を及ぼしうる。従って、使用される原料は、できるだけ高純度を有するべきである。従って、モノマーａ）を特に精製することは、しばしば好ましい。適当な精製法は、例えばＷＯ２００２／０５５４６９Ａ１、ＷＯ２００３／０７８３７８Ａ１およびＷＯ２００４／０３５５１４Ａ１中に記載されている。適当なモノマーａ）は、例えばＷＯ２００４／０３５５１４Ａ１の記載により精製された、アクリル酸９９．８４６０質量％、酢酸０．０９５０質量％、水０．０３３２質量％、プロピオン酸０．０２０３質量％、フルフラール０．０００１質量％、無水マレイン酸０．０００１質量％、ジアクリル酸０．０００３質量％およびヒドロキノンモノメチルエーテル０．００５０質量％を有するアクリル酸である。

モノマーａ）の全量に対するアクリル酸および／またはその塩の割合は、有利に少なくとも５０モル％、特に有利に少なくとも９０モル％、殊に有利に少なくとも９５モル％である。

モノマーａ）の酸基は、通常、部分的に、有利に少なくとも２５ｍｏｌ％、有利に５０〜８０ｍｏｌ％、特に有利に６０〜７５ｍｏｌ％、殊に有利に６５〜７２ｍｏｌ％が中和されており、その際、通常の中和剤、有利にアルカリ金属水酸化物、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属炭酸塩またはアルカリ金属炭酸水素塩ならびにこれらの混合物が使用されてよい。アルカリ金属塩の代わりに、アンモニウム塩が使用されてもよい。ナトリウムおよびカリウムは、アルカリ金属として特に有利であるが、しかしながら水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウムまたは炭酸水素ナトリウムならびにこれらの混合物がさらに特に有利である。通常、中和は、中和剤を水溶液として、溶融物としてかまたは好ましくは固体として混入することによって達成される。例えば、５０質量％を明らかに下廻る含水率を有する水酸化ナトリウムが、２３℃を上廻る融点を有するろう状の塊として存在していてよい。この場合には、高めた温度で塊状材料または溶融物として計量供給することが可能である。

場合によっては、モノマー溶液またはその出発物質には、１つ以上のキレート形成剤が安定化の目的で金属イオン、例えば鉄のマスキングのために添加されてよい。適当なキレート形成剤は、例えばアルカリ金属クエン酸塩、クエン酸、アルカリ酒石酸塩、ペンタナトリウムトリ燐酸塩、エチレンジアミンテトラ酢酸塩、ニトリロ酢酸、ならびにＴｒｉｌｏｎ（登録商標）の名称で公知の全てのキレート形成剤、例えばＴｒｉｌｏｎ（登録商標）Ｃ（ペンタナトリウムジエチレントリアミンペンタアセテート）、Ｔｒｉｌｏｎ（登録商標）Ｄ（トリナトリウム−（ヒドロキシエチル）−エチレン−ジアミントリアセテート）、ならびにＴｒｉｌｏｎ（登録商標）Ｍ（メチルグリシン二酢酸）である。

モノマー溶液は、それぞれ中和されていないモノマーａ）に対して特に２５０質量ｐｐｍまで、有利に最大１３０質量ｐｐｍ、特に有利に最大７０質量ｐｐｍ、有利に少なくとも１０質量ｐｐｍ、特に有利に少なくとも３０質量ｐｐｍ、殊に５０質量ｐｐｍのヒドロキノン半エーテルを含有する。例えば、このモノマー溶液の製造のために、ヒドロキノン半エーテルを相応する量で含有するエチレン系不飽和酸基含有モノマーを使用することができる。

好ましいヒドロキノン半エーテルは、ヒドロキノンモノメチルエーテル（ＭＥＨＱ）および／またはα−トコフェロール（ビタミンＥ）である。

適当な架橋剤ｂ）は、架橋に適した少なくとも２個の基を有する化合物である。この種の基は、例えば重合体鎖中にラジカル的に重合導入することができるエチレン系不飽和基、およびモノマーａ）の酸基との共有結合を形成することができる官能基である。更に、また、モノマーａ）の少なくとも２個の酸基との配位結合を形成することができる多価金属塩は、架橋剤ｂ）として適している。

架橋剤ｂ）は、特にポリマー網状組織中にラジカル的に重合導入することができる少なくとも２個の重合可能な基を有する化合物である。適当な架橋剤ｂ）は、例えば欧州特許出願公開第０５３０４３８号明細書Ａ１にエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、アリルメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリアリルアミン、テトラアリルアンモニウムクロリド、テトラアリルオキシエタンが記載され、例えば欧州特許出願公開第０５４７８４７号明細書Ａ１、欧州特許出願公開第０５５９４７６号明細書Ａ１、欧州特許出願公開第０６３２０６８号明細書Ａ１、ＷＯ９３／２１２３７Ａ１、ＷＯ２００３／１０４２９９Ａ１、ＷＯ２００３／１０４３００Ａ１、ＷＯ２００３／１０４３０１Ａ１およびドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３３１４５０号明細書Ａ１にジアクリレートおよびトリアクリレートが記載され、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３３１４５６号明細書Ａ１およびドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３５５４０１号明細書Ａ１にアクリレート基と共にさらにエチレン系不飽和基を含有する混合アクリレートが記載され、または例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第１９５４３３６８号明細書Ａ１、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９６４６４８４号明細書Ａ１、ＷＯ９０／１５８３０Ａ１およびＷＯ２００２／０３２９６２Ａ２に架橋剤混合物が記載されている。

好ましい架橋剤ｂ）は、ペンタエリトリットトリアリルエーテル、テトラアリルオキシエタン、メチレンビスメタクリルアミド、１５箇所エトキシル化されたトリメチロールプロパントリアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレートおよびトリアリルアミンである。

殊に有利な架橋剤ｂ）は、例えばＷＯ２００３／１０４３０１Ａ１に記載されているような、アクリル酸またはメタクリル酸でジアクリレートまたはトリアクリレートにエステル化された、複数箇所エトキシル化されたおよび／またはプロポキシル化されたグリセリンである。３〜１０箇所エトキシル化されたグリセリンのジアクリレートおよび／またはトリアクリレートが特に有利である。１〜５箇所エトキシル化されたおよび／またはプロポキシル化されたグリセリンのジアクリレートまたはトリアクリレートが殊に有利である。３〜５箇所エトキシル化されたおよび／またはプロポキシル化されたグリセリンのトリアクリレート、殊に３箇所エトキシル化されたグリセリンのトリアクリレートが最も有利である。

架橋剤ｂ）の量は、それぞれモノマーａ）に対して特に０．０５〜１．５質量％、特に有利に０．１〜１質量％、殊に有利に０．３〜０．６質量％である。架橋剤の含有量が上昇すると、遠心分離保持能（ＣＲＣ）は低下し、２１．０ｇ／ｃｍ²（ＡＵＬ０．３ｐｓｉ）の圧力下での吸収は、最大を突破する。

開始剤ｃ）として、重合条件下でラジカル的に製造された全ての化合物、例えば熱開始剤、酸化還元開始剤、光開始剤が使用されてよい。適当な酸化還元開始剤は、ナトリウムペルオキソジスルフェート／アスコルビン酸、過酸化水素／アスコルビン酸、ナトリウムペルオキソジスルフェート／亜硫酸水素ナトリウムおよび過酸化水素／亜硫酸水素ナトリウムである。特に、熱開始剤と酸化還元開始剤との混合物、例えばナトリウムペルオキシジスルフェート／過酸化水素／アスコルビン酸が使用される。しかし、還元性成分として、特に２−ヒドロキシ−２−スルフィナト酢酸のナトリウム塩と２−ヒドロキシ−２−スルホナト酢酸の二ナトリウム塩と亜硫酸水素ナトリウムとからなる混合物が使用される。この種の混合物は、Ｂｒｕｅｇｇｏｌｉｔｅ（登録商標）ＦＦ６およびＢｒｕｅｇｇｏｌｉｔｅ（登録商標）ＦＦ７（ＢｒｕｅｇｇｅｍａｎｎＣｈｅｍｉｃａｌｓ社；Ｈｅｉｌｂｒｏｎｎ在；ＤＥ）として入手可能である。

エチレン系不飽和酸基含有モノマーａ）と共重合可能なエチレン系不飽和モノマーｄ）は、例えばアクリルアミド、メタクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリレート、ジエチルアミノプロピルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレートおよびジエチルアミノエチルメタクリレートである。

水溶性ポリマーｅ）として、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、澱粉、澱粉誘導体、変性セルロース、例えばメチルセルロースまたはヒドロキシエチルセルロース、ゼラチン、ポリグリコールまたはポリアクリル酸、特に澱粉、澱粉誘導体および変性セルロースを使用することができる。

通常、モノマー水溶液が使用される。モノマー溶液の含水量は、特に４０〜７５質量％、特に有利に４５〜７０質量％、殊に有利に５０〜６５質量％である。また、モノマー懸濁液、即ち過剰量のモノマーａ）を有するモノマー溶液、例えばナトリウムアクリレートを使用することが可能である。含水量が上昇すると、エネルギー費用は、引続く乾燥の際に上昇し、含水量が減少すると、重合熱は、なお不十分にのみ導出されることができる。

有利な重合抑制剤は、最適な作用のために溶解した酸素を必要とする。従って、前記モノマー溶液からは重合前に、不活性化、即ち不活性ガス、有利には窒素または二酸化炭素を用いた貫流により溶解した酸素が取り除かれてよい。有利には、前記モノマー溶液の酸素含量は、重合前に、１質量ｐｐｍより少なく、特に有利に０．５質量ｐｐｍより少なく、殊に有利に０．１質量ｐｐｍより少なく低下される。

適した反応器は、ニーダー反応器またはベルト式反応器（Ｂａｎｄｒｅａｋｔｏｒ）である（ゲル重合）。ニーダー中で、モノマー水溶液の重合の際に生じるポリマーゲルは、例えばＷＯ２００１／０３８４０２に記載されているように、対向撹拌軸により連続的に微粉砕される。ベルト上でのこの重合は、例えば、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３８２５３６６号明細書Ａ１および米国特許第６２４１９２８号明細書中に記載されている。重合の際にベルト式反応器中でポリマーゲルが生じ、これは、更なる処理工程、例えば押出機またはニーダー中で微粉砕されなくてはならない。

ニーダー反応器またはベルト式反応器を使用する場合には、重合後の中和を重合の際に生じるポリマーゲルの段階で実施することが可能である。更に、中和剤の一部をモノマー溶液に既に添加することにより、重合前に酸基を４０ｍｏｌ％まで、好ましくは１０〜３０ｍｏｌ％、特に好ましくは１５〜２５ｍｏｌ％中和することが可能であり、所望の最終中和度は、重合の後に初めてポリマーゲルの段階で調節される。前記ポリマーゲルを少なくとも部分的に重合の後に中和する場合、前記ポリマーゲルは、有利に機械的に、例えば押出機を用いて微粉砕され、この場合、中和剤は、吹き付けられるか、散布されるか、または注入され、次に入念に混合されることができる。そのために、得られたゲル材料は、なお数回均質化のために押出されうる。

得られたポリマーゲルは、特にベルト乾燥機を用いて、残留湿分が特に０．５〜１５質量％、特に有利に１〜１０質量％、殊に有利に２〜８質量％になるまで乾燥され、この場合には、残留湿分は、ＥＤＡＮＡ（ＥｕｒｏｐｅａｎＤｉｓｐｏｓａｂｌｅｓａｎｄＮｏｎｗｏｖｅｎｓＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）によって推奨された試験法Ｎｏ．ＷＳＰ２３０．２−０５"湿分含量ＭｏｉｓｔｕｒｅＣｏｎｔｅｎｔ"により測定される。残留湿分が高すぎる場合には、乾燥されたポリマーゲルは、低すぎるガラス転移温度Ｔｇを有し、後加工が困難になる。残留湿分が低すぎる場合には、乾燥されたポリマーゲルは、脆すぎ、引続く粉砕工程において、低すぎる粒度（"微細"）を有する望ましくない大量のポリマー粒子が生じる。前記ゲルの固体含量は、乾燥前に特に２５〜９０質量％、特に有利に３５〜７０質量％、殊に有利に４０〜６０質量％である。しかしながら、選択的に、この乾燥のために、流動床乾燥機またはパドル式乾燥機が使用されてもよい。

乾燥したポリマーゲルは、この後で微粉砕されかつ分級され、この場合、微粉砕のために、通常、１段階または多段階のロールミル、有利に２段階または３段階のロールミル、ピン付きミル、ハンマーミルまたはスイングミルが使用されてよい。

製品画分として分離されるポリマー粒子の平均粒度は、特に少なくとも２００μｍ、特に有利に２５０〜６００μｍ、殊に有利に３００〜５００μｍである。製品画分の平均粒度は、ＥＤＡＮＡによって推奨された試験法Ｎｏ．ＷＳＰ２２０．２−０５"粒径分布ＰａｒｔｉｋｅｌＳｉｚｅＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ"により算出されることができ、この場合篩画分の質量分は、累積されてプロットされ、平均粒度は、グラフにより規定される。この場合、平均粒度は、目開きの値であり、この値は、累積された５０質量％をもたらす。

少なくとも１５０μｍの粒度を有する粒子の割合は、特に少なくとも９０質量％、特に有利に少なくとも９５質量％、殊に有利に少なくとも９８質量％である。

低すぎる粒度を有するポリマー粒子は、浸透率（ＳＦＣ）を低下させる。従って、小さすぎるポリマー粒子（"微細"）の割合は、僅かであるべきである。

従って、小さすぎるポリマー粒子は、通常、分離され、および方法に返送される。これは、特に重合前、重合中または重合直後に、即ちポリマーゲルの乾燥前に行なわれる。小さすぎるポリマー粒子は、返送前または返送中に水および／または水性界面活性剤で湿潤されうる。

その後の処理工程において、例えば表面後架橋または別の被覆工程の後に、小さすぎるポリマー粒子を分離することも可能である。この場合、返送された小さすぎるポリマー粒子は、表面後架橋されるかまたは別の方法で、例えば熱分解法珪酸で被覆される。

重合のためにニーダー反応器を使用する場合には、小さすぎるポリマー粒子は、特に重合の最後の三分の一の間に添加される。

小さすぎるポリマー粒子が極めて早期に、例えば既にモノマー溶液に添加された場合には、それによって得られた水吸収性ポリマー粒子の遠心分離保持能（ＣＲＣ）は、低下される。しかし、これは、例えば使用量を架橋剤ｂ）に適合させることによって補償されることができる。

小さすぎるポリマー粒子が極めて後期に、例えば重合反応器に後接続された装置中、例えば押出機中で初めて添加された場合には、小さすぎるポリマー粒子は、得られたポリマーゲル中に混入させることが困難である。しかし、不十分に混入された、小さすぎるポリマー粒子は、微粉砕中に再び乾燥されたポリマーゲルによって溶解し、したがって、分級の際に改めて分離され、返送すべき、小さすぎるポリマー粒子の量は、上昇する。

最大８５０μｍの粒度を有する粒子の割合は、特に少なくとも９０質量％、特に有利に少なくとも９５質量％、殊に有利に少なくとも９８質量％である。

大きすぎる粒度を有するポリマー粒子は、膨潤速度を低下させる。従って、大きすぎるポリマー粒子の割合は、同様に僅かであるべきである。

従って、大きすぎるポリマー粒子は、通常分離され、乾燥されたポリマーゲルの微粉砕に返送される。

しかし、モノマー水溶液を滴下し、形成された液滴を加熱されたキャリヤーガス流中で重合させることも可能である。この場合、処理工程は、ＷＯ２００８／０４０７１５Ａ２およびＷＯ２００８／０５２９７１Ａ１の記載と同様に重合および乾燥を併用することができる。

このために、モノマー溶液は、少なくとも１つの孔により、液滴の形成下に反応室内に計量供給される。孔は、例えば滴下板中に存在することができる。

滴下板は、少なくとも１つの孔を有する板であり、この場合液体は、上方から孔を通過する。滴下板または液体は、振動状態に変えることができ、それによって孔毎に滴下板の下側で理想的な単分散系の液滴チェーン（Ｔｒｏｐｆｅｎｋｅｔｔｅ）が形成される。１つの好ましい実施態様において、滴下板は、励起されない。

孔の数および寸法は、望ましい容量および液滴寸法により選択される。この場合、液滴の直径は、通常、孔の直径の１．９倍である。この場合、滴下すべき液体が、急速すぎずに孔を通過するかまたは穿孔に亘っての圧力損失が大きすぎないことは、重要である。さもなければ、液体は、滴下せず、液体噴流は、高い動的エネルギーのために***される（噴霧される）。孔毎の通過量および孔直径に対するレイノルズ数は、特に２０００未満、有利に１６００未満、特に有利に１４００未満、殊に有利に１２００未満である。

滴下板の下側は、特に少なくとも６０°、特に有利に少なくとも７５°、殊に有利に少なくとも９０°の水との接触角度（Ｒａｎｄｗｉｎｋｅｌ）を有する。

接触角度は、表面に対する水の湿潤挙動に関する１つの基準であり、および例えばＡＳＴＭＤ５７２５に記載の通常の方法で測定されることができる。低い接触角度は、良好な湿潤を意味し、高い接触角度は、劣悪な湿潤を意味する。

しかし、滴下板が水との低い接触角度を有する材料、例えば材料番号１．４５７１を有する鋼からなり、および水との大きな接触角度を有する材料で被覆されることも可能である。

適当な被覆は、例えばフッ素含有ポリマー、例えばペルフルオロアルコキシエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、エチレン−クロロトリフルオロエチレンコポリマー、エチレンーテトラフルオロエチレンコポリマーおよびフッ素化ポリエチレンである。

被覆は、分散液として施されてもよく、この場合分散剤は、引続く加熱の際に蒸発する。この種の方法は、例えば米国特許第３２４３３２１号明細書中に記載されている。

他の被覆法は、"Ｕｌｌｍａｎｎ’ｓＥｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙ"の電子版における見出し語"ＴｈｉｎＦｉｌｍｓ"の下で見出せる。

しかし、被覆は、無電解ニッケルめっきによって製造されたニッケル層であってもよい。

滴下板の劣悪な湿潤可能性のために、狭い液滴寸法分布を有する単分散液滴が得られる。

滴下板は、特に少なくとも５個、特に有利に少なくとも２５個、殊に有利に少なくとも５０個、および特に７５０個まで、特に有利に５００個まで、殊に有利に２５０個までの孔を有する。孔の直径は、望ましい液滴寸法に相応して選択される。

孔の直径は、特に５０〜５００μｍ、特に有利に１００〜３００μｍ、殊に有利に１５０〜２５０μｍである。

孔を通過する際のモノマー溶液の温度は、特に５〜８０℃、特に有利に１０〜７０℃、殊に有利に３０〜６０℃である。

孔の間隔は、特に１０〜５０ｍｍ、特に有利に１２〜４０ｍｍ、殊に有利に１５〜３０ｍｍである。間隔が短すぎると、凝集塊の形成をまねく。

重合反応器は、キャリヤーガスにより貫流される。この場合、このキャリヤーガスは、自由に落下する前記モノマー溶液の液滴に対して並流または向流で反応室に導通されてよく、好ましくは、下方から上方への並流である。有利には、前記キャリヤーガスは、通過後に少なくとも部分的に、有利には少なくとも５０％、特に有利には少なくとも７５％が循環ガスとして前記反応室中に返送される。通常、キャリヤーガスの部分量は、それぞれの通過後に、特に１０％まで、特に有利に３％まで、殊に有利に１％まで排出される。

キャリヤーガスの酸素含量は、特に０．５〜１５体積％、特に有利に１〜１０体積％、殊に有利に２〜７体積％である。

キャリヤーガスは、酸素と共に特に窒素を含有する。キャリヤーガスの窒素含量は、特に少なくとも８０体積％、特に有利に少なくとも９０体積％、殊に有利に少なくとも９５体積％である。他の適当なキャリヤーガスは、二酸化炭素、アルゴン、キセノン、クリプトン、ネオンおよびヘリウムである。ガス混合物が使用されてもよい。キャリヤーガスは、水蒸気および／またはアクリル酸蒸気で負荷されてもよい。

ガス速度は、特に、重合反応器中の流れが方向を定め、例えば規定された対流渦流と反対の一般的な流れ方向は、全く存在せず、および通常、０．１〜２．５ｍ／秒、特に０．３〜１．５ｍ／秒、有利に０．５〜１．２ｍ／秒、特に有利に０．６〜１．０ｍ／秒、殊に有利に０．７〜０．９ｍ／秒である。

前記反応器を通過するキャリヤーガスは、有利に反応器の前方で反応温度に予熱される。

好ましくは、ガス流入温度は、ガス流出温度、即ちキャリヤーガスが反応室を離れる温度が通常９０〜１５０℃、特に１００〜１４０℃、有利に１０５〜１３５℃、特に有利に１１０〜１３０℃、殊に有利に１１５〜１２５℃であるように調整される。

この反応は、過圧または減圧で実施されてよく、環境圧力に対して１００ｍｂａｒまでの減圧は、有利である。

この反応排出ガス、即ち反応室を離れるガスは、例えば熱交換器中で冷却されてよい。その際、水および未反応モノマーａ）は凝縮する。その後に、反応排出ガスは、少なくとも部分的に再度加熱され、かつ循環ガスとして反応器中に返送されてよい。反応排出ガスの一部は、排出されてよく、新鮮なキャリヤーガスにより置換されてよく、その際反応排出ガス中に含有されている水と未反応モノマーａ）は、分離されてよく、かつ返送されてよい。

特に好ましいのは、熱結合（Ｗａｅｒｍｅｖｅｒｂｕｎｄ）であり、即ち、排出ガスの冷却の際の排熱の一部は、循環ガスの再加熱のために使用される。

この反応は、随伴加熱（ｂｅｇｌｅｉｔｅｎｂｅｈｅｉｚｅｎ）されてよい。この場合、前記随伴加熱は、この壁温度が反応器内部温度の少なくとも５℃上方にあり、かつこの反応壁での凝縮が確実に減少されるように調整される。

引続き、反応生成物は、熱的に後処理され、かつ場合により望ましい含水量になるまで乾燥される。

吸水性ポリマー粒子は、前記性質をさらに改善するために表面後架橋されてよい。適当な表面後架橋剤は、ポリマー粒子の少なくとも２個のカルボキシラート基と共有結合を形成することができる基を含有する化合物である。適当な化合物は、例えば欧州特許出願公開第００８３０２２号明細書Ａ２、欧州特許出願公開第０５４３３０３号明細書Ａ１および欧州特許出願公開第０９３７７３６号明細書Ａ２に記載されているような多価アミン、多価アミドアミン、多価エポキシド、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３３１４０１９号明細書Ａ１、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３５２３６１７号明細書Ａ１および欧州特許出願公開第０４５０９２２号明細書Ａ２に記載されているような二価アルコールまたは多価アルコール、またはドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２０４９３８号明細書Ａ１および米国特許第６２３９２３０号明細書に記載されているようなβ−ヒドロキシアルキルアミドである。

更に、ドイツ連邦共和国特許第４０２０７８０号明細書Ｃ１中には環式カーボネートが適当な表面後架橋剤として記載され、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８０７５０２号明細書Ａ１中には２−オキサゾリジノンおよびその誘導体、例えば２−ヒドロキシエチル−２−オキサゾリジノンが適当な表面後架橋剤として記載され、ドイツ連邦共和国特許第１９８０７９９２号明細書Ｃ１中にはビス−２−オキサゾリジノンおよびポリ−２−オキサゾリジノンが適当な表面後架橋剤として記載され、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８５４５７３号明細書Ａ１中には２−オキソテトラヒドロ−１，３−オキサジンおよびその誘導体が適当な表面後架橋剤として記載され、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８５４５７４号明細書Ａ１中にはＮ−アシル−２−オキサゾリジノンが適当な表面後架橋剤として記載され、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２０４９３７号明細書Ａ１中には環式尿素が適当な表面後架橋剤として記載され、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３３４５８４号明細書Ａ１中には二環式アミドアセタールが適当な表面後架橋剤として記載され、欧州特許出願公開第１１９９３２７号明細書Ａ２中にはオキセタンおよび環式尿素が適当な表面後架橋剤として記載され、およびＷＯ２００３／０３１４８２Ａ１中にはモルホリン−２，３−ジオンおよびその誘導体が適当な表面後架橋剤として記載されている。

好ましい表面後架橋剤は、エチレンカーボネート、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリアミドとエピクロロヒドリンとの反応生成物およびプロピレングリコールと１，４−ブタンジオールとからなる混合物である。

殊に好ましい表面後架橋剤は、２−ヒドロキシエチル−２−オキサゾリジノン、２−オキサゾリジノンおよび１，３−プロパンジオールである。

更に、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３７１３６０１号明細書Ａ１中に記載されているような、付加重合可能なエチレン系不飽和基を含有する表面後架橋剤が使用されてもよい。

表面後架橋剤の量は、それぞれポリマー粒子に対して、特に０．００１〜２質量％、特に有利に０．０２〜１質量％、殊に有利に０．０５〜０．２質量％である。

本発明の１つの好ましい実施態様において、表面後架橋前、表面後架橋中または表面後架橋後に表面後架橋に加えて多価陽イオンは、粒子表面上に施される。

本発明による方法に使用可能な多価陽イオンは、例えば二価陽イオン、例えば亜鉛、マグネシウム、カルシウム、鉄およびストロンチウムの陽イオン、三価陽イオン、例えばアルミニウム、鉄、クロム、希土類およびマンガンの陽イオン、四価陽イオン、例えばチタンおよびジルコニウムの陽イオンである。

対イオンとして、塩化物イオン、臭化物イオン、硫酸イオン、硫酸水素イオン、炭酸イオン、炭酸水素イオン、硝酸イオン、燐酸イオン、燐酸水素イオン、燐酸二水素イオンおよびカルボン酸イオン、例えば酢酸イオン、クエン酸イオンおよび乳酸イオンが可能である。硫酸アルミニウムおよび乳酸アルミニウムが好ましい。金属塩以外に、ポリアミンも多価陽イオンとして使用されることができる。

多価カチオンの使用量は、例えばそれぞれポリマー粒子に対して０．００１〜１．５質量％、特に０．００５〜１質量％、特に有利に０．０２〜０．２質量％である。

表面後架橋は、通常、表面後架橋剤の溶液が乾燥したポリマー粒子上に吹き付けられることによって実施される。この噴霧に引続き、表面後架橋剤で被覆されたポリマー粒子は、熱乾燥され、この場合表面後架橋反応は、乾燥前でも乾燥中でも行なわれうる。

表面後架橋剤の溶液の吹き付けは、有利に可動式混合工具を備えたミキサー中で、例えばスクリューミキサー、ディスクミキサーおよびパドルミキサー中で実施される。特に好ましいのは、水平方向ミキサー、例えばパドルミキサーであり、殊に好ましいのは、垂直方向ミキサーである。水平方向ミキサーと垂直方向ミキサーとは、混合軸の軸受けにより区別され、即ち水平方向ミキサーは、水平方向に支承された混合軸を有し、垂直方向ミキサーは、垂直方向に支承された混合軸を有する。適当なミキサーは、例えば水平方向Ｐｆｌｕｇｓｃｈａｒ（登録商標）ミキサー（Ｇｅｂｒ．ＬｏｅｄｉｇｅＭａｃｈｉｎｅｎｂａｕＧｍｂＨ，Ｐａｄｅｒｂｏｒｎ；ＤＥ）、Ｖｒｉｅｃｏ−ＮａｕｔａＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＭｉｘｅｒ（ＨｏｓｏｋａｗａＭｉｃｒｏｎＢＶ；Ｄｏｅｔｉｎｃｈｅｍ；ＮＬ）、ＰｒｏｃｅｓｓａｌｌＭｉｘｍｉｌｌＭｉｘｅｒ（ＰｒｏｃｅｓｓａｌｌＩｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ；Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ；ＵＳ）およびＳｃｈｕｇｉＦｌｅｘｏｍｉｘ（登録商標）（ＨｏｓｏｋａｗａＭｉｃｒｏｎＢＶ；Ｄｏｅｔｉｎｃｈｅｍ；ＮＬ）である。しかし、表面後架橋剤溶液を流動床中で吹き付けることも可能である。

表面後架橋剤は、典型的には水溶液として使用される。ポリマー粒子中への表面後架橋剤の侵入深さは、非水溶性溶剤の含量または全溶剤量により調節されることができる。

専ら水を溶剤として使用する場合には、有利に界面活性剤が添加される。それによって、湿潤挙動は、改善され、団塊化傾向は、減少される。しかし、特に溶剤混合物、例えばイソプロパノール／水、１，３−プロパンジオール／水およびプロピレングリコール／水が使用され、この場合混合物の質量比は、特に２０：８０〜４０：６０である。

この加熱乾燥は、特に接触乾燥機、特に好ましくはパドル型乾燥機、殊に好ましくはディスク型乾燥機中で実施される。適当な乾燥機は、例えばＨｏｓｏｋａｗａＢｅｐｅｘ（登録商標）水平方向のパドル型乾燥機（ＨｏｓｏｋａｗａＭｉｃｒｏｎＧｍｂＨ；Ｌｅｉｎｇａｒｔｅｎ；ＤＥ）、ＨｏｓｏｋａｗａＢｅｐｅｘ（登録商標）ディスク型乾燥機（ＨｏｓｏｋａｗａＭｉｃｒｏｎＧｍｂＨ；Ｌｅｉｎｇａｒｔｅｎ；ＤＥ）およびＮａｒａＰａｄｄｌｅＤｒｙｅｒ（ＮＡＲＡＭａｃｈｉｎｅｒｙＥｕｒｏｐｅ；Ｆｒｅｃｈｅｎ；ＤＥ）である。さらに、流動床乾燥機を使用することもできる。

乾燥は、混合機それ自体中で、ジャケットの加熱または熱風の吹き込みによって行なうことができる。後接続された乾燥機、例えば箱形乾燥機、回転管炉かまたは加熱可能なスクリューは、同様に好適である。特に有利には、流動床乾燥機中で混合され、および乾燥される。

好ましい乾燥温度は、１００〜２５０℃、有利に１２０〜２２０℃、特に有利に１３０〜２１０℃、殊に有利に１５０〜２００℃の範囲内にある。反応ミキサーまたは乾燥機中での前記温度での好ましい滞留時間は、特に少なくとも１０分、特に有利に少なくとも２０分、殊に有利に少なくとも３０分、および通常最大６０分である。

引続き、表面後架橋されたポリマー粒子は、再び分級され、その際に小さすぎるポリマー粒子および／または大きすぎるポリマー粒子は、分離され、方法に返送される。

表面後架橋されたポリマー粒子は、前記性質をさらに改善するために被覆されることができるか、または後湿潤されることができる。

後湿潤は、特に３０〜８０℃、特に有利に３５〜７０℃、殊に有利に４０〜６０℃で実施される。低すぎる温度の場合には、吸水性ポリマー粒子は、団塊化の傾向を有し、比較的高い温度の場合には、既に著しく水が蒸発する。後湿潤に使用される水量は、特に１〜１０質量％、特に有利に２〜８質量％、殊に有利に３〜５質量％である。ポリマー粒子の機械的安定性は、後湿潤によって高められ、このポリマー粒子の静電帯電の傾向は、減少される。

膨潤速度ならびに浸透率（ＳＦＣ）を改善するのに適した被覆は、例えば無機の不活性物質、例えば水不溶性金属塩、有機ポリマー、陽イオン性ポリマーならびに二価金属陽イオンまたは多価金属陽イオンである。ダスト結合に適した被覆は、例えばポリオールである。ポリマー粒子の望ましくない焼き付き傾向に抗して適した被覆は、例えば熱分解法珪酸、例えばＡｅｒｏｓｉｌ（登録商標）２００、および界面活性剤、例えばＳｐａｎ（登録商標）２０である。

本発明による方法は、残留モノマーの極めて低い含量を有する吸水性ポリマー粒子の製造を可能にする。

本発明による方法により得られる吸水性ポリマー粒子は、典型的には少なくとも１５ｇ／ｇ、特に少なくとも２０ｇ／ｇ、有利に少なくとも２５ｇ／ｇ、特に有利に少なくとも３０ｇ／ｇ、殊に有利に少なくとも３５ｇ／ｇの遠心分離保持能（ＣＲＣ）を有する。吸水性ポリマー粒子の遠心分離保持能（ＣＲＣ）は、通常、１００ｇ／ｇ未満である。この吸水性ポリマー粒子の遠心分離保持能は、ＥＤＡＮＡによって推奨された試験法Ｎｏ．２４１．２−０２"遠心分離保持能ＣｅｎｔｒｉｆｕｇｅＲｅｔｅｎｔｉｏｎＣａｐａｄｉｔｙ"により測定される。

本発明による方法により得られる吸水性ポリマー粒子は、典型的には０．１質量％未満、特に０．０７質量％未満、特に有利に０．０５質量％未満、殊に有利に０．０４質量％未満の残留モノマー含量を有する。残留モノマー含量は、ＥＤＡＮＡによって推奨された試験方法Ｎｏ．２１０．２−０２"残留モノマー"により測定される。

本発明による方法により得られた吸水性ポリマー粒子の平均直径は、特に少なくとも２００μｍ、特に有利に２５０〜６００μｍ、殊に有利に３００〜５００μｍであり、この場合この粒子直径は、光散乱によって測定されることができ、および体積の平均化による平均直径を意味する。ポリマー粒子の９０％は、特に１００〜８００μｍ、特に有利に１５０〜７００μｍ、殊に有利に２００〜６００μｍの直径を有する。

吸水性ポリマー粒子は、次に記載された試験方法により試験される。

方法：
この測定は、別に記載がない限り、２３±２℃の環境温度及び５０±１０％の相対空気湿度で実施する。吸水性ポリマーを測定前に十分に混合する。

残留モノマー（ＲｅｓｉｄｕａｌＭｏｎｏｍｅｒｓ）
吸水性ポリマー粒子の残留モノマー含量は、ＥＤＡＮＡによって推奨された試験方法Ｎｏ．２１０．２−０２"残留モノマー"により測定される。

含水量（ＭｏｉｓｔｕｒｅＣｏｎｔｅｎｔ）
吸水性ポリマー粒子の含水量を、ＥＤＡＮＡによって推奨された試験法Ｎｏ．ＷＳＰ２３０．２−０２"湿分含量ＭｏｉｓｔｕｒｅＣｏｎｔｅｎｔ"により測定する。

遠心分離保持能（ＣＲＣ）
遠心分離保持能（ＣＲＣ）を、ＥＤＡＮＡによって推奨された試験法Ｎｏ．ＷＳＰ２４１．２−０５"遠心分離保持能ＣｅｎｔｒｉｆｕｇｅＲｅｔｅｎｔｉｏｎＣａｐａｃｉｔｙ"により測定する。

圧力（ＡＵＬ０．７ｐｓｉ）下での吸収量
吸水性ポリマー粒子の圧力（ＡＵＬ０．７ｐｓｉ）下での吸収量を、ＥＤＡＮＡによって推奨された試験法Ｎｏ．ＷＳＰ２４２．２−０５"圧力下での吸収ＡｂｓｏｒｐｔｉｏｎｕｎｄｅｒＰｒｅｓｓｕｒｅ"と同様に測定し、この場合２１．０ｇ／ｃｍ²の圧力（ＡＵＬ０．３ｐｓｉ）の代わりに４９．２ｇ／ｃｍ²の圧力（ＡＵＬ０．７ｐｓｉ）に調節する。

これらのＥＤＡＮＡ試験法は、例えば、欧州不織布協会、ユージーンプラスキー通り１５７、Ｂ１０３０、ブリュッセル、ベルギー（ＥｕｒｏｐｅａｎＤｉｓｐｏｓａｂｌｅｓａｎｄＮｏｎｗｏｖｅｎｓＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，ＡｖｅｎｕｅＥｕｇｅｎｅＰｌａｓｋｙ１５７，Ｂ−１０３０Ｂｒｕｅｓｓｅｌ，Ｂｅｌｇｉｅｎ）から入手可能である。

吸水性ポリマー粒子の製造
実施例１
ナトリウムアクリレート２５．１ｋｇ（水中の３７．５質量％の溶液）およびアクリル酸２．９ｋｇを１５箇所エトキシル化したトリメチロールプロパントリアクリレート１９ｇと混合した。開始剤として、２，２′−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］二塩酸塩の１５質量％の水溶液およびペルオキソ二硫酸ナトリウムの１５質量％の水溶液を使用した。開始剤を滴下板の前方で静的混合機によりモノマー溶液中に計量供給した。滴下板は、２００μｍで２０個の孔を有していた。得られた混合物を、加熱した、窒素雰囲気で充填した滴下塔（高さ１２ｍ、幅２ｍ、ガス速度０．２７ｍ／秒、並流で）中で滴下した。モノマー溶液の計量供給速度は、２８ｋｇ／ｈであった。開始剤溶液の計量供給速度は、それぞれ０．２３ｋｇ／ｈであった。ガス予熱の加熱効率を、滴下塔中のガス出口温度が１２４℃で一定であるように調整した。

引続き、吸水性ポリマー粒子を分析した。残留モノマーの含量は、４５００ｐｐｍであり、含水量は、５．７質量％であり、遠心分離保持能（ＣＲＣ）は、３３．７ｇ／ｇであり、および圧力（ＡＵＬ０．７ｐｓｉ）下での吸収量は、２２．７ｇ／ｇであった。

実施例２
ナトリウムアクリレート３５．９ｋｇ（水中の３７．５質量％の溶液）およびアクリル酸４．１ｋｇを１５箇所エトキシル化したトリメチロールプロパントリアクリレート３０ｇと混合した。開始剤として、２，２′−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］二塩酸塩の１５質量％の水溶液およびペルオキソ二硫酸ナトリウムの１５質量％の水溶液を使用した。開始剤を滴下板の前方で静的混合機によりモノマー溶液中に計量供給した。滴下板は、１８０μｍで２０個の孔を有していた。得られた混合物を、加熱した、窒素雰囲気で充填した滴下塔（高さ１２ｍ、幅２ｍ、ガス速度０．５１ｍ／秒、並流で）中で滴下した。モノマー溶液の計量供給速度は、４０ｋｇ／ｈであった。開始剤溶液の計量供給速度は、それぞれ０．３３ｋｇ／ｈであった。ガス予熱の加熱効率を、滴下塔中のガス出口温度が１１５℃で一定であるように調整した。

引続き、吸水性ポリマー粒子を分析した。残留モノマーの含量は、３９００ｐｐｍであり、含水量は、１１．１質量％であり、遠心分離保持能（ＣＲＣ）は、２８．２ｇ／ｇであり、および圧力（ＡＵＬ０．７ｐｓｉ）下での吸収量は、２１．１ｇ／ｇであった。

熱的な後処理
実施例３
実施例１からの吸水性ポリマー粒子５０ｋｇを、型式ＦＭ１３０のベッカーショベルミキサー（Ｇｅｂｒ．ＬｏｅｄｉｇｅＭａｓｃｈｉｎｅｎｂａｕＧｍｂＨ，Ｐａｄｅｒｂｏｒｎ，ＤＥ）中で熱的に後処理した。

そのために、吸水性ポリマー粒子を１．５のフルード数の際に３０分間下方から窒素／水蒸気混合物で流し運んだ。平均生成物温度は、８１℃であった。熱的な後処理に使用されるガス体積は、吸水性ポリマー粒子１ｋｇ当たり０．２２Ｎｍ³／ｈであった。ガス温度は、９０℃であった。ガス流は、乾燥ガス１ｋｇ当たり水蒸気０．２０９ｋｇを含有していた。

引続き、熱的に後処理されたポリマー粒子を分析した。残留モノマーの含量は、３００ｐｐｍであり、含水量は、９．０質量％であり、遠心分離保持能（ＣＲＣ）は、３１．６ｇ／ｇであり、および圧力（ＡＵＬ０．７ｐｓｉ）下での吸収量は、２０．６ｇ／ｇであった。

実施例４
実施例１からの吸水性ポリマー粒子５０ｋｇを、型式ＦＭ１３０のベッカーショベルミキサー（Ｇｅｂｒ．ＬｏｅｄｉｇｅＭａｓｃｈｉｎｅｎｂａｕＧｍｂＨ，Ｐａｄｅｒｂｏｒｎ，ＤＥ）中で熱的に後処理した。

そのために、吸水性ポリマー粒子を１．５のフルード数の際に３０分間下方から窒素／水蒸気混合物で流し運んだ。平均生成物温度は、８５℃であった。熱的な後処理に使用されるガス体積は、吸水性ポリマー粒子１ｋｇ当たり０．１２Ｎｍ³／ｈであった。ガス温度は、９０℃であった。ガス流は、乾燥ガス１ｋｇ当たり水蒸気０．２０９ｋｇを含有していた。

引続き、熱的に後処理されたポリマー粒子を分析した。残留モノマーの含量は、４００ｐｐｍであり、含水量は、１３．１質量％であり、遠心分離保持能（ＣＲＣ）は、２９．７ｇ／ｇであり、および圧力（ＡＵＬ０．７ｐｓｉ）下での吸収量は、１７．９ｇ／ｇであった。

実施例５
実施例２からの吸水性ポリマー粒子５０ｋｇを、型式ＦＭ１３０のベッカーショベルミキサー（Ｇｅｂｒ．ＬｏｅｄｉｇｅＭａｓｃｈｉｎｅｎｂａｕＧｍｂＨ，Ｐａｄｅｒｂｏｒｎ，ＤＥ）中で熱的に後処理した。

そのために、吸水性ポリマー粒子を０．４のフルード数の際に４５分間下方から窒素／水蒸気混合物で流し運んだ。平均生成物温度は、８８℃であった。熱的な後処理に使用されるガス体積は、吸水性ポリマー粒子１ｋｇ当たり０．４７Ｎｍ³／ｈであった。ガス温度は、９０℃であった。ガス流は、乾燥ガス１ｋｇ当たり水蒸気０．２０９ｋｇを含有していた。

引続き、熱的に後処理されたポリマー粒子を分析した。残留モノマーの含量は、２３０ｐｐｍであり、および含水量は、１０質量％であった。

実施例６
実施例２からの吸水性ポリマー粒子５０ｋｇを、型式ＦＭ１３０のベッカーショベルミキサー（Ｇｅｂｒ．ＬｏｅｄｉｇｅＭａｓｃｈｉｎｅｎｂａｕＧｍｂＨ，Ｐａｄｅｒｂｏｒｎ，ＤＥ）中で熱的に後処理した。

そのために、吸水性ポリマー粒子を０．４のフルード数の際に４５分間下方から窒素／水蒸気混合物で流し運んだ。平均生成物温度は、８８℃であった。熱的な後処理に使用されるガス体積は、吸水性ポリマー粒子１ｋｇ当たり０．２２Ｎｍ³／ｈであった。ガス温度は、９０℃であった。ガス流は、乾燥ガス１ｋｇ当たり水蒸気０．１２０ｋｇを含有していた。

引続き、熱的に後処理されたポリマー粒子を分析した。残留モノマーの含量は、３３０ｐｐｍであり、および含水量は、１０質量％であった。

Claims

吸水性ポリマー粒子から残留モノマーを除去する方法であって、吸水性ポリマー粒子が回転型混合工具を備えた混合機中でガス流の存在下に熱的に後処理され、吸水性ポリマー粒子が熱的な後処理中に少なくとも６０℃の温度および少なくとも３質量％の含水量を有し、およびガス流が乾燥ガス１ｋｇ当たり水蒸気を少なくとも０．０１ｋｇ含有することを特徴とする、吸水性ポリマー粒子から残留モノマーを除去する方法。
吸水性ポリマー粒子は、熱的な後処理中に、８０〜１１０℃の温度を有する、請求項１記載の方法。
ガス流は、乾燥ガス１ｋｇ当たり水蒸気０．１〜０．２５ｋｇを含有する、請求項１または２記載の方法。
混合機中での平均滞留時間は、１０〜１２０分である、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
熱的な後処理に使用されるガス容量は、非連続的混合機中で、吸水性ポリマー粒子１ｋｇ当たり、０．０１〜５Ｎｍ³／ｈであり、または連続的混合機中で、通過された吸水性ポリマー粒子１ｋｇ当たり、０．０１〜５Ｎｍ³／ｈである、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
熱的な後処理は、水平型ミキサー中で実施される、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
吸水性ポリマー粒子は、
ａ）少なくとも部分的に中和されていてよい、少なくとも１つのエチレン系不飽和の酸基含有モノマー、
ｂ）少なくとも１つの架橋剤、
ｃ）少なくとも１つの開始剤、および
ｆ）水
を含有するモノマー溶液の重合によって得られる、請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
モノマーａ）の少なくとも２５モル％が中和される、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
モノマーａ）の少なくとも５０モル％がアクリル酸である、請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法。
モノマー溶液が中和されていないモノマーａ）に対して架橋剤ｂ）を少なくとも０．１質量％含有する、請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法。