CN101970546A - 以吸水性树脂为主要成分的颗粒状吸水剂的制造方法 - Google Patents

以吸水性树脂为主要成分的颗粒状吸水剂的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了不使作业环境恶化、可有效收集制造过程中产生的微粉的颗粒状吸水剂的制造方法以及用该制造方法制造的颗粒状吸水剂。该制造方法包括：(1)获得聚合凝胶的聚合工序；(2)将该聚合凝胶干燥，获得颗粒状吸水性树脂的干燥工序；(3)将该颗粒状吸水性树脂筛分的分级工序；(4)使该颗粒状吸水性树脂的表面附近交联，获得颗粒状吸水剂的表面交联工序；(5)将该颗粒状吸水剂投入到包装材料容器中进行包装的包装工序；(6)将上述各工序中生成的产物输送到其它上述工序的输送工序。在该制造方法中，上述任一工序中的、以空气为主要成分的气体中含有的微粉可使用捕集材料进行收集。

Description

以吸水性树脂为主要成分的颗粒状吸水剂的制造方法
技术领域
本发明涉及以吸水性树脂为主要成分的颗粒状吸水剂的制造方法。具体来说，涉及可一边收集该制造过程中产生的微粉一边制造颗粒状吸水剂的颗粒状吸水剂的制造方法。更具体来说，涉及使用了膜滤器的制造颗粒状吸水剂的方法，所述膜滤器可抑制微粉穿过在捕集该制造过程中产生的微粉时使用的过滤器的内部，有效地收集微粉，此外可以通过物理冲击而容易地抖落附着于过滤器上的微粉。
背景技术
近年来，从体液吸收的观点考虑，作为纸尿布、生理用卫生巾、失禁垫片等卫生材料中的构成材料的吸水性树脂被广泛用作吸水剂。作为所述吸水性树脂，已知有例如聚丙烯酸部分中和物交联体、淀粉-丙烯酸接枝聚合物的水解物、醋酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物的皂化物、丙烯腈共聚物或丙烯酰胺共聚物的水解物或它们的交联体、以及阳离子性单体的交联体等。该吸水性树脂可以以片状、纤维状、薄膜状使用，但通常以粉末状(颗粒状)用于吸水剂。作为所述粉末(颗粒)，例如，通常使用重均粒径为200～800μm左右的颗粒状吸水剂。颗粒状吸水剂经由许多工序来制造。该工序包括聚合工序、干燥工序、粉碎工序、分级工序、表面交联工序等。
在制造颗粒状吸水剂时，伴有吸水性树脂的微粉(例如粒径小于150μm的微粉)的形成。在尿布等中含有微粉时，微粉会堵塞由颗粒状吸水剂构成的吸收性物品，成为该吸收性物品的通液性降低的主要原因。另外，微粉对颗粒状吸水剂的表面交联效果有影响，即使在含有该微粉的颗粒状吸水剂上进行表面交联，有时也无法充分提高通液性、加压下吸水倍率等各种物性。
在颗粒状吸水剂的制造中产生的微粉的量是聚合工序中获得的聚合凝胶中的固体成分量、即干燥物或干燥粉碎物的几个重量％～十几个重量％，根据情况，有时达到数十重量％。该微粉的废弃不仅降低了颗粒状吸水剂的产率，而且伴有微粉废弃费用的发生，因此，导致颗粒状吸水剂的生产成本升高。由于微粉的物性低劣，因此难以做到不废弃该微粉而在其它用途上利用。由于对微粉的需求一般较少，因此也难以销售该微粉。
颗粒状吸水剂的制造时产生的微粉伴有微粉1和微粉2(以下在称为“微粉”的情况下，是微粉1和2的总称)这两种的形成。微粉1是指在颗粒状吸水剂的制造过程中为了提高颗粒状吸水剂的性能而添加添加剂的工序(添加工序)以后产生的微粉，微粉2是指在添加工序以前的制造过程中产生的微粉。因此，与微粉2相比，微粉1含有大量的来源于添加剂的微粉。迄今为止，在颗粒状吸水剂的制造工序中捕集微粉时，频繁使用仅仅用无纺布等纤维制造的过滤器，在使用该过滤器时，在上述微粉1的捕集效率上仍有充分的改善余地。另外，在微粉1进入过滤器内部使捕集效率逐渐降低这一经时方面仍有改善的余地。另外，在进入内部的微粉1最终穿过过滤器而排出到系统外部导致作业环境恶化等作业环境方面也有改善的余地。此外，为了恢复捕集效率，即使施加抖落附着于过滤器上的微粉的操作，具体地说是施加物理(机械)冲击(空气脉冲波等)，也不能充分抖落微粉。结果，由于过滤器上产生堵塞，需要进行过滤器的更换，因此没有效率。此外，在更换时，由于微粉飞散等使作业环境恶化。
因此，作为获得微粉少且廉价的颗粒状吸水剂的方法，提出了许多再利用微粉的方法，即微粉再循环法。微粉再循环法有：(I)将微粉直接混合到含有聚合前的单体的水溶液中进行聚合的方法(参照专利文献1)；(II)将微粉直接混合到聚合途中的凝胶中进行聚合的方法(参照专利文献2和3)；(III)将微粉直接混合到聚合获得的聚合凝胶中的方法；(IV)将用水性液对微粉进行造粒而获得的大的颗粒混合到聚合获得的聚合凝胶中的方法(参照专利文献4)等。在这些方法中，在(I)～(III)的方法中，微粉被直接利用。在这些方法中，难以将微粉均匀地混合，除此以外，微粉吸收单体、水等，其性能有可能降低。从该观点来看，利用由多个微粉形成的造粒颗粒的方法(IV)被认为是优选的。在(IV)的方法中，通常以水为粘结剂，使微粉(初级颗粒)相互结合，形成大的颗粒的造粒颗粒(次级颗粒)。该造粒颗粒含有水性液的水，因此该造粒颗粒需要干燥。另外，作为(IV)的方法的应用，也可以考虑将由多个微粉形成的造粒颗粒彼此凝聚而获得的造粒凝胶(三级颗粒)粉碎而颗粒化的方法，在该方法中，造粒凝胶含有大量的水，因此该造粒凝胶的干燥会消耗很多的能量，这种方法由于增加了制造成本，因此不能说是优选的方法。
颗粒状吸水剂的制造方法通常包括将表面交联剂添加到吸水性树脂中并加热而使吸水性树脂的表面附近交联的工序。该工序还包括将加热的颗粒状吸水剂冷却的工序。在该冷却工序中，有时使用通过减压产生的气流将加热的颗粒状吸水剂冷却、并除去一部分吸水性树脂的微粉和/或残留的表面交联剂的方法(参照专利文献5)。在该方法中，在含有在该工序之前的工序中产生的微粉的状态下进行表面交联。因此，存在不能除去残留的微粉、残留的微粉使作业环境恶化的问题。由于该微粉使吸水性树脂与表面活性剂的混合性恶化，因此还存在吸水性树脂的表面附近没有充分交联的问题。此外，一部分表面交联剂起作用，使残留的微粉造粒，在此后的工序、吸水材料的制造时(例如尿布等吸收性物品的生产时)，造粒的微粉被解碎，该解碎的微粉作为粉尘飞舞，可能产生作业环境恶化的问题以及该解碎的微粉妨碍吸收性物品的性能(例如通液性)的问题。
另外，随着颗粒状吸水剂的高性能化，寻求提高诸如后述无加压下吸水倍率(CRC)、加压下吸水倍率(AAP)以及食盐水导流性(SFC，Saline Flow Conductivity)之类的吸水性树脂的物性。为了应对该要求，在吸水性树脂的表面导入牢固的表面交联结构，或者使用许多添加剂(例如水不溶性微粒等)，但在所述工序中，大多为长时间的工艺。因此，吸水性树脂颗粒被破坏，导致了微粉的副产。即，若对吸水性树脂要求高物性，则所得吸水剂中的微粉增加。
现有技术文献
专利文献1：美国专利第5342899号说明书
专利文献2：美国专利第4970267号说明书
专利文献3：美国专利第4950692号说明书
专利文献4：美国专利第6458921号说明书
专利文献5：美国专利申请公开第2004/0181031号说明书
发明内容
发明要解决的问题
上述公报记载的方法中，虽然谋求微粉的再循环，但现状是仍然无法充分除去颗粒状吸水剂中含有的微粉。由于微粉的除去不充分，因此存在颗粒状吸水剂的通液性、加压下吸水倍率等各种物性不能充分提高的问题。
在将颗粒状吸水剂组装到尿布等吸收性物品中时微粉容易飞散。此时，微粉不仅影响生产率，而且作为粉尘在作业环境中飘舞。因此，微粉的飞散导致了作业环境的恶化。
在使用仅仅用无纺布等纤维制造的过滤器的情况下，在收集微粉时，微粉进入到了过滤器内部。尤其，在含有大量添加剂的微粉1的情况下，进入到过滤器内部的微粉量很多，根据情况，该微粉穿过过滤器，排出到系统外。另外，在抖落附着于过滤器上的微粉时，即使施加物理冲击(空气的脉冲波等)，也不能抖落，因此，过滤器的捕集效率逐渐降低。因此，这时需要更换过滤器，是低效的。此外，在过滤器更换时，由于微粉的飞散等，也可使作业环境恶化。
因此，本发明所要解决的问题是提供微粉少的颗粒状吸水剂的制造方法以及用该制造方法制造的颗粒状吸水剂。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决上述问题进行了深入研究。结果，本发明人等发现，在以吸水性树脂为主要成分的颗粒状吸水剂的制造方法中，通过使用过滤器、膜滤器等捕集材料来收集在任一工序或各工序之间飞散的微粉，可以防止由于微粉飞散导致的作业环境的恶化，并且可有效地收集该微粉，获得微粉少的颗粒状吸水剂。基于该认识，从而完成了本发明。
即，本发明的颗粒状吸水剂的制造方法包括下述工序：
(1)获得聚合凝胶的聚合工序；
(2)将该聚合凝胶干燥，获得颗粒状吸水性树脂的干燥工序；
(3)将该颗粒状吸水性树脂筛分的分级工序；
(4)使上述分级工序中获得的颗粒状吸水性树脂的表面附近交联，获得颗粒状吸水剂的表面交联工序；
(5)将该颗粒状吸水剂投入到包装材料容器中进行包装的包装工序；
(6)将上述各工序中生成的产物输送到其它上述工序中的输送工序。在该制造方法中，在上述任一工序中的、以空气为主要成分的气体中含有的微粉能够使用捕集材料来收集。
优选的是，微粉可以在上述(2)的干燥工序及其以后的至少一个工序中收集。特别优选的是，微粉可以在上述(3)的分级工序及其以后的至少一个工序中收集。
本发明中的其它颗粒状吸水剂的制造方法包括下述工序：
(1)获得聚合凝胶的聚合工序；
(2)将该聚合凝胶干燥，获得颗粒状吸水性树脂的干燥工序；
(3)将该颗粒状吸水性树脂粉碎的粉碎工序；
(4)将上述粉碎工序中获得的颗粒状吸水性树脂筛分的分级工序；
(5)使上述分级工序中获得的颗粒状吸水性树脂的表面附近交联，获得颗粒状吸水剂的表面交联工序；
(6)将该颗粒状吸水剂投入到包装材料容器中进行包装的包装工序；
(7)将上述各工序中生成的产物输送到其它上述工序的输送工序。在该制造方法中，在上述任一工序中的、以空气为主要成分的气体中含有的微粉能够使用捕集材料来收集。
优选的是，微粉可以在上述(2)的干燥工序及其以后的至少一个工序中收集。特别优选的是，微粉可以在上述(3)的粉碎工序及其以后的至少一个工序中收集。
本发明的其它的颗粒状吸水剂的制造方法包括下述工序：
(1)获得聚合凝胶的聚合工序；
(2)将该聚合凝胶干燥，获得颗粒状吸水性树脂的干燥工序；
(3)将该颗粒状吸水性树脂粉碎的粉碎工序；
(4)将上述粉碎工序中获得的颗粒状吸水性树脂筛分的分级工序；
(5)使上述分级工序中获得的颗粒状吸水性树脂的表面附近交联，获得颗粒状吸水剂的表面交联工序；
(6)将该颗粒状吸水剂冷却的冷却工序；
(7)将上述冷却工序中获得的颗粒状吸水剂整粒的整粒工序；
(8)将上述整粒工序中获得的颗粒状吸水剂投入到包装材料容器中进行包装的包装工序；
(9)将上述各工序中生成的产物输送到其它上述工序中的输送工序。在该制造方法中，上述任一工序中的、以空气为主要成分的气体中含有的微粉能够使用捕集材料来收集。
优选的是，微粉可以在上述(2)的干燥工序及其以后的至少一个工序中收集。尤其优选的是，微粉可以在上述(3)的粉碎工序及其以后的至少一个工序中收集。
本发明的其它颗粒状吸水剂的制造方法包括下述工序：
(1)获得聚合凝胶的聚合工序；
(2)将该聚合凝胶干燥，获得颗粒状吸水性树脂的干燥工序；
(3)将该颗粒状吸水性树脂粉碎的粉碎工序；
(4)将上述粉碎工序中获得的颗粒状吸水性树脂筛分的分级工序；
(5)使上述分级工序中获得的颗粒状吸水性树脂的表面附近交联，获得颗粒状吸水剂的表面交联工序；
(6)将该颗粒状吸水剂整粒的整粒工序；
(7)将上述整粒工序中获得的颗粒状吸水剂投入到包装材料容器中进行包装的包装工序；
(8)将上述各工序中生成的产物输送到其它上述工序的输送工序；
(9)使用捕集材料来收集上述任一工序中的、以空气为主要成分的气体中含有的微粉的收集工序；
(10)将使用上述捕集材料收集的微粉、通过上述分级工序分离的微粉和通过上述整粒工序分离的微粉造粒，获得造粒颗粒的造粒工序。在该制造方法中，该造粒颗粒可投入到除上述造粒工序以外的各工序的任一工序中。
优选的是，微粉可以在上述(2)的干燥工序及其以后的至少一个工序中收集。特别优选的是，微粉可以在上述(3)的粉碎工序及其以后的至少一个工序中收集。
优选的是，在本制造方法中，在上述各工序的至少一个工序中的微粉捕捉装置中具备捕集材料。对微粉捕捉装置的数量没有特别限制。例如，可以设置一个微粉捕捉装置，汇总收集在各工序中产生的微粉。或者，可以设置多个微粉捕捉装置，收集各工序中产生的微粉。此时，可以在每一个收集微粉的工序中设置一个微粉捕捉装置，也可以将收集微粉的工序分为若干个组，该每一个组可以设置微粉捕捉装置。所设置的微粉捕捉装置的数量越多，捕集效率越高，因此，微粉捕捉装置的总数可以为至少2个以上，优选为3个以上，更优选为5个以上。其中，考虑到经济性等，微粉捕捉装置的数量的上限优选为20个以下，更优选为10个以下。
优选的是，本制造方法中，上述捕集材料被加热至35℃以上的温度。
优选的是，本制造方法中，上述捕集材料是由能够在其表面捕捉从上述任一工序中产生的微粉的膜(membrane)和可支撑该膜的基材构成的膜滤器。
优选的是，本制造方法中，上述膜由聚四氟乙烯形成。
优选的是，本制造方法中，上述微粉包括在分级工序和/或粉碎工序中产生的微粉。
优选的是，本制造方法中，通过物理冲击抖落附着于上述膜滤器上的微粉。
优选的是，本制造方法中，上述微粉的粒径小于150μm。
优选的是，本制造方法中，上述各工序的任一工序中通有露点温度为-80℃以上且-15℃以下的气体。
优选的是，本制造方法中，上述各工序的任一工序中，减压至低于大气压。
优选的是，本制造方法中，在上述各工序的任一工序中，加压至超过大气压。
优选的是，本制造方法中，上述颗粒状吸水剂含有多价金属盐、无机颗粒和通液性提高剂的至少一种。
优选的是，本制造方法可以以颗粒状吸水剂的生产量500kg/小时以上连续运转。
优选的是，本制造方法中，该颗粒状吸水性树脂是聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂的不定形破碎状颗粒。
优选的是，本制造方法中，通过连续捏合机聚合或连续带式聚合来进行上述聚合工序。
优选的是，本制造方法中，使用选自由噁唑烷酮化合物、碳酸亚烃酯(alkylene carbonate)化合物、多元醇化合物或氧杂环丁烷化合物组成的组中的一种或两种以上的脱水酯化反应性表面交联剂，在150℃～250℃的范围的温度下进行上述表面交联工序。
优选的是，本制造方法中，该颗粒状吸水剂的无加压下吸水倍率(CRC)为10～100g/g、加压下吸水倍率(AAP)为15～50g/g、食盐水导流性(SFC)为1(单位：10-7·cm3·s·g-1)以上，相对于该颗粒吸水剂的总重量，该颗粒状吸水剂中含有的重均粒径小于150μm的微粉的含量为0～5重量％。
优选的是，本制造方法中，该颗粒状吸水剂的粉尘量(AD)为300ppm以下。
优选的是，在该制造方法中，用捕集材料收集的微粉可再循环。该颗粒状吸水剂的制造方法不限于在本发明中公开的范围。本发明的颗粒状吸水剂的制造方法的一个例子是在本申请中所述的制造方法。
发明效果
根据本发明，可防止制造过程中产生的微粉的飞散，且可有效地收集微粉。即，本发明的以吸水性树脂为主要成分的颗粒状吸水剂的制造方法中，在维持良好的作业环境的基础上，可以实现降低颗粒状吸水剂中含有的微粉量。结果，由该制造方法获得的颗粒状吸水剂的通液性、加压下吸水倍率等各种物性优异。而且，由于该制造方法的微粉捕集效率优异，因此，通过将该收集的微粉有效地再利用，还可以获得微粉再利用的生产成本上的效果。
附图说明
图1所示为用于制造颗粒状吸水剂的制造设备的结构示意图。
图2所示为图1的制造设备中含有的微粉捕捉装置的一部分的示意图。
图3所示为图2的微粉捕捉装置中设置的捕捉部的立体图。
图4为沿图3的IV-IV线的截面图。
图5为沿图4的V-V线的截面图。
图6为粉尘透过量测定装置的侧面图。
具体实施方式
以下详细说明本发明的以吸水性树脂为主要成分的颗粒状吸水剂的制造方法，但本发明的范围不受这些说明的限制，除了以下例示以外，在不损害本发明的主旨的范围内可以适当变更来实施。
(1)用语的定义
(a)“吸水性树脂”
在本说明书中，“吸水性树脂”是指水溶胀性水不溶性的高分子凝胶化剂，是具有以下物性的树脂。即，是指吸水倍率(CRC/实施例中规定)必须为5g/g以上，优选为10～100g/g，更优选为20～80g/g，另外，水可溶成分(Extractables/ERT450.2-02(2002)中规定)必须为0～50重量％，优选为0～30重量％，更优选为0～20重量％，特别优选为0～10重量％的高分子凝胶化剂。另外，该吸水性树脂不限于全部量(100％)为聚合物的形式，在维持上述性能的范围内，可以含有后述的添加剂等。
(b)“聚丙烯酸(盐)”
本说明书中，“聚丙烯酸(盐)”是指以丙烯酸(盐)作为重复单元的主要成分的聚合物。具体地是指，作为交联剂以外的单体，必须含有50～100摩尔％、优选70～100摩尔％、更优选90～100摩尔％、特别优选实质100摩尔％的丙烯酸(盐)的聚合物。作为聚合物的盐，必须含有水溶性盐，优选一价盐，更优选碱金属盐或铵盐。其中，碱金属盐是特别优选的，钠盐是进一步优选的。
(c)“吸水剂”
本说明书中，“吸水剂”是指以吸水性树脂为主要成分的水性液的凝胶化剂。另外，作为前述水性液，不限于是水，可以是尿、血液、粪、废液、湿气、蒸气、冰、水与有机溶剂和/或无机溶剂的混合物、雨水、地下水等，只要含有水就没有特别限制。其中，作为前述水性液，更优选列举出尿，特别是人尿。相对于总量，本发明的吸水性树脂(聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂)的含量优选为70～99.9重量％，更优选为80～99.7重量％，进一步优选为90～99.5重量％。作为除吸水性树脂以外的其它成分，从吸水速度、粉末(颗粒)的耐冲击性的观点来看，水是优选的，根据需要含有后述的添加剂。
(d)“EDANA”和“ERT”
“EDANA”是欧洲一次性用品和无纺布协会(European Disposables and Nonwovens Association)的简称，“ERT”是欧洲标准(基本上是世界标准)的吸水性树脂的测定法(ERT/EDANARecommeded Test Methods)的简称。在本说明书中，只要没有特别规定，参照ERT原本(公知文献：2002年修订)测定吸水性树脂的物性。
(e)颗粒
本说明书中，“颗粒”是指按筛分分级规定的粒径5mm以下的具有流动性的固体。只要是固体即可，对含水率没有特别限制，通常为低于30重量％，更优选为20重量％以下。另外，作为粒径的下限，例如为1nm。此外，作为粉体，只要具有一定的流动性即可，例如，是指可测定流速(Flow Rate，ERT450.2-02)的固体，或者可根据(ERT420.2-02)筛分分级的固体。对固体的形状没有特定限制，可列举出不定形破碎状颗粒、球状、大致球状或它们的造粒物(凝聚物)，优选包括不定形破碎状颗粒。
另外，在本说明书中，表示范围的“X～Y”表示X以上且Y以下。另外，作为重量单位的“吨(t)”是指“公吨(Metric ton)”。
(2)颗粒状吸水剂的制造方法
本发明的一个实施方案的以吸水性树脂为主要成分的颗粒状吸水剂的制造方法包括以下工序：(1)由单体获得聚合凝胶的聚合工序；(2)将该聚合凝胶干燥，获得作为干燥物的颗粒状吸水性树脂的干燥工序；(3)将该干燥工序中获得的颗粒状吸水性树脂粉碎的粉碎工序；(4)将该颗粒状吸水性树脂筛分的分级工序；(5)使该筛分的颗粒状吸水性树脂的表面附近交联，获得颗粒状吸水剂的表面交联工序；(6)将该表面交联工序中获得的颗粒状吸水剂冷却的冷却工序；(7)将该冷却的颗粒状吸水剂整粒的整粒工序；(8)将该整粒的颗粒状吸水剂包装的包装工序；(9)将上述各工序中生成的聚合凝胶、颗粒状吸水性树脂、颗粒状吸水剂等产物输送到其它上述工序的输送工序；(10)使用捕集材料收集上述任一工序中的、以空气为主要成分的气体中含有的微粉的收集工序；(11)将选自通过该收集工序收集的微粉、通过分级工序分离的微粉和通过整粒工序分离的微粉中的任何微粉造粒，获得造粒颗粒的造粒工序。具体地说，本发明的制造方法通过防止由颗粒状吸水性树脂获得的颗粒状吸水剂中含有的微粉(例如，在以往制造方法中含有的分级工序等中作为废弃物除去的微粉)的飞散，并有效地收集和再利用，从而可以制造通液性、加压下吸水倍率等物性优异的颗粒状吸水剂。该制造方法适合于颗粒状吸水剂的连续制造。
如下文所述，该制造方法中所包括的上述工序当中，(3)粉碎工序、(6)冷却工序、(7)整粒工序和(11)造粒工序可根据所制造的颗粒状吸水剂的规格等适当实施。在该制造方法中，(1)聚合工序、(2)干燥工序、(4)分级工序、(5)表面交联工序、(8)包装工序、(9)输送工序和(10)收集工序是必须包含的工序。该制造方法也可以包括除了(1)聚合工序、(2)干燥工序、(4)分级工序、(5)表面交联工序、(8)包装工序、(9)输送工序和(10)收集工序以外的工序，也可以不包括。因此，该制造方法包括获得聚合凝胶的聚合工序、将该聚合凝胶干燥而获得颗粒状吸水性树脂的干燥工序、将该颗粒状吸水性树脂筛分的分级工序、使该颗粒状吸水性树脂的表面附近交联而获得颗粒状吸水剂的表面交联工序、将该颗粒状吸水剂投入到包装材料容器中进行包装的包装工序、可以进一步包含的其它工序以及将上述各工序中生成的产物输送到其它上述工序的输送工序。在该制造方法中，上述任一工序中的气体中包含的微粉使用捕集材料来收集(收集工序)。在该制造方法中，选自上述(3)粉碎工序、(6)冷却工序、(7)整粒工序和(11)造粒工序中的一个或两个以上工序是可以进一步包括在该制造方法中的其它工序。
图1所示为用于制造颗粒状吸水剂的制造设备2的结构示意图。该制造设备2通过配管6连接有多个装置4。这些装置4的种类及它们的组合根据所制造的颗粒状吸水剂的规格等而适当决定。在该制造方法中，作为这些装置4，聚合装置8、干燥装置10、粉碎装置12、分级装置14、混合装置16、加热装置18、冷却装置20、整粒装置22、填充装置24、微粉捕捉装置26以及造粒装置28设置在该制造设备2中。另外，对该配管6没有特别限制，只要具有连接多个装置4的功能即可。作为该配管6，例如可列举出管、斗式输送机、带式输送机等。在使用管作为该配管6的情况下，可以将管以其纵向在垂直方向上延伸的方式配置，在该管内，通过上述产物自由落下来实施上述输送工序。也可以使气体在管内流动，通过该气体的流动来实施上述输送工序。另外，利用该气体流动的输送称为空气输送。
在该制造方法中，使用聚合装置8进行上述聚合工序。使用干燥装置10进行上述干燥工序。使用粉碎装置12进行上述粉碎工序。使用分级装置14进行上述分级工序。使用混合装置16和加热装置18进行上述表面交联工序。使用冷却装置20进行上述冷却工序。使用整粒装置22进行上述整粒工序。使用填充装置24进行上述包装工序。使用微粉捕捉装置26进行上述收集工序。使用造粒装置28进行上述造粒工序。
[聚合工序]
聚合工序是使可通过聚合形成吸水性树脂的单体(以下，有时也称作单体)聚合而生成聚合凝胶的工序。对本发明的制造方法中使用的聚合方法没有特别限制，例如可列举出本体聚合、沉淀聚合、水溶液聚合、反相悬浮聚合等。从性能方面以及聚合控制的容易性来看，可以使单体以水溶液的形式使用的水溶液聚合或反相悬浮聚合是优选的。如下文所述，在该制造方法中，可有效地除去制造中产生的微粉。在通过水溶液聚合获得的吸水性树脂中，该制造方法可充分发挥该效果。从该观点来看，该制造方法中，水溶液聚合、尤其连续水溶液聚合是优选的。对进行上述聚合工序的聚合装置8没有特别限制，可以使用以往公知的装置。
对单体没有特别限制，例如可列举出以下所示的单体。例如，单体是(甲基)丙烯酸、马来酸(酐)、衣康酸、肉桂酸、乙烯基磺酸、烯丙基甲苯磺酸、乙烯基甲苯磺酸、苯乙烯磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2-(甲基)丙烯酰基乙烷磺酸、2-(甲基)丙烯酰基丙烷磺酸、2-羟乙基(甲基)丙烯酰基磷酸酯等阴离子性不饱和单体及其盐；含有巯基的不饱和单体；含酚性羟基的不饱和单体；(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N，N-二甲基(甲基)丙烯酰胺等含酰胺基的不饱和单体；(甲基)丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N，N-二甲基氨基丙酯、N，N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺等含氨基的不饱和单体等。这些单体可以单独使用，也可以适当混合两种以上使用。从所得吸水性树脂的性能以及成本的观点来看，优选是聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂，因此，单体优选使用丙烯酸和/或其盐(例如钠盐、锂盐、钾盐、铵盐、胺类等盐，其中，从成本方面来看，钠盐是优选的)为主要成分。作为所使用的丙烯酸，可以使用以往公知的丙烯酸。具体地说，可以使用美国专利公开2001-0016668号、美国专利第6596901号中记载的丙烯酸。相对于全部单体成分(后述的内部交联剂除外)，丙烯酸和/或其盐的用量优选为70摩尔％以上，更优选为80摩尔％以上，进一步优选为90摩尔％以上，特别优选为95摩尔％以上(上限为100摩尔％)。另外，前述单体为含酸基的单体的情况下，对其中和率没有特别限制，根据需要，可以在聚合后将聚合凝胶中和。在卫生用品等有可能与人体接触的用途中，聚合后的中和是不必要的。该中和率按聚合物计优选为40摩尔％以上且90摩尔％以下，更优选为50摩尔％以上且80摩尔％以下。
在聚合工序中，使前述单体为水溶液时，对该水溶液(以下有时称为“单体溶液”)中的单体浓度没有特别限制，优选在10～70重量％的范围内，更优选在20～60重量％的范围内。另外，进行上述水溶液聚合或反相悬浮聚合时，根据需要可以组合使用水以外的溶剂。另外，对组合使用的溶剂的种类没有特别限制。此外，这些单体中可以含有阻聚剂或铁成分。前述铁成分的含量优选为5重量ppm以下，更优选为1重量ppm以下。另外，对前述阻聚剂没有特别限制，例如可以优选使用甲氧基酚类。在该情况下，阻聚剂的用量为160重量ppm以下，美国专利第7049366号中有公开。
在聚合工序中，例如可以使用自由基聚合引发剂。对该自由基聚合引发剂没有特别限制，根据聚合的单体的种类、聚合条件等，可以从通常的吸水性树脂聚合中利用的自由基聚合引发剂中选择使用一种或两种以上。例如，可列举出热分解型引发剂(例如过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵等过硫酸盐；过氧化氢、叔丁基过氧化物、叔丁基氢过氧化物、过氧化甲乙酮等过氧化物；偶氮腈化合物、偶氮脒化合物、环状偶氮脒化合物、偶氮酰胺化合物、烷基偶氮化合物、2，2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2，2’-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐等偶氮化合物等)，或者光分解型引发剂(例如苯偶姻衍生物、苯偶酰衍生物、苯乙酮衍生物、二苯甲酮衍生物、偶氮化合物等)。在这些当中，从成本方面以及减少残留单体的能力来看，热分解型引发剂是优选的，过硫酸盐是特别优选的。另外，还原剂的组合使用可以促进这些自由基聚合引发剂的分解，因此，也可以将二者组合来形成氧化还原系引发剂。对前述还原剂没有特别限制，例如可列举出亚硫酸(盐)(例如亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸铵等)、亚硫酸氢(盐)(例如亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾、亚硫酸氢铵等)、焦亚硫酸(盐)、L-抗坏血酸(盐)、亚铁盐等还原性金属(盐)、连二亚硫酸(盐)、连三硫酸(盐)、连四硫酸(盐)、硫代硫酸(盐)、二甲亚砜、亚磷酸(盐)、亚硝酸(盐)、二氧化硫脲、氨基酸、胺类(乙醇胺等)等。
更优选将光分解型引发剂和热分解型引发剂组合使用。对前述聚合工序中使用的自由基聚合引发剂的用量没有特别限制，相对于单体的用量，通常优选为0.001～2重量％，更优选为0.01～0.5重量％。自由基聚合引发剂的用量相对于该单体的用量低于0.001重量％时，未反应的单体增多，且所得吸水性树脂中的残留单体量增加，在这一点上是不优选的。另一方面，该用量超过2重量％时，所得吸水性树脂中的水可溶成分增加，从这方面来看是不优选的。另外，在该聚合工序中，可以照射辐射线、电子射线、紫外线等活性能量射线来代替前述自由基聚合引发剂，将单体聚合。
在聚合工序中，根据需要，可以使用内部交联剂。作为内部交联剂，可列举出1分子内具有两个以上聚合性不饱和基团、2个以上反应性基团的以往公知的内部交联剂。具体地说，例如可列举出N，N’-亚甲基双(甲基)丙烯酰胺、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙酯、三(甲基)丙烯酸甘油酯、(甲基)丙烯酸甘油酯、环氧乙烷改性三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙酯、季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、氰脲酸三烯丙酯、异氰脲酸三烯丙酯、磷酸三烯丙酯、三烯丙基胺、聚烯丙氧基烷烃、(聚)乙二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、甘油、1，4-丁二醇、季戊四醇、乙二胺、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、聚乙烯亚胺、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等。考虑到反应性，可以使用这些中的一种或两种以上。尤其，作为内部交联剂，具有2个以上聚合性不饱和基团的化合物是优选的。内部交联剂的用量可以根据所需吸水性树脂的物性来适当决定，通常，相对于单体，内部交联剂的用量可以为0.001～5摩尔％的范围。内部交联剂的用量过少时，呈现聚合凝胶的强度降低、可溶性成分增加的倾向，相反，过多时，呈现吸水倍率等物性降低的倾向。另外，内部交联剂可以一起添加到反应体系中，也可以分批添加。
在聚合工序中，根据需要，在不损害本发明的效果的范围内(例如相对于100重量份单体，各种发泡剂为30重量份以下，亲水性高分子为30重量份以下，链转移剂为1重量份以下)，可以进一步在反应体系中适当添加碳酸(氢)盐、二氧化碳、偶氮化合物、惰性有机溶剂等各种发泡剂；淀粉·纤维素、淀粉·纤维素的衍生物、聚乙烯醇、聚丙烯酸(盐)、聚丙烯酸(盐)交联体等亲水性高分子；各种表面活性剂；次磷酸(盐)等链转移剂等。
对聚合工序中的聚合温度没有特别限制，通常优选为10～140℃。聚合温度低于10℃时，不仅聚合时间延长，生产率降低，而且吸水性树脂的物性也有可能降低。另一方面，超过140℃时，吸水性树脂的物性有可能降低。对聚合时间没有特别限制，可以根据单体和聚合引发剂的种类、聚合温度等来适当决定。另外，从聚合装置8、其操作容易性等观点来看，前述的聚合通常在常压下进行，但为了降低聚合时的沸腾温度，该聚合在减压下进行是优选的实施方式。
在该制造方法中，从性能方面以及聚合控制的容易性的观点来看，可以如下进行：例如，在聚合装置8中，将作为热分解引发剂的过硫酸钠和作为还原剂的L-抗坏血酸混合到由含有作为内部交联剂的聚乙二醇二丙烯酸酯的丙烯酸偏钠盐水溶液构成的单体溶液中，然后将该混合液供给在侧部具有堰的平面钢带上，并在该带上进行连续水溶液聚合。这种聚合方法称为带式聚合。作为除了该带式聚合以外的聚合方法，可以使用美国专利第6867269号的实施例1中记载的连续捏合机聚合。在该情况下，可以获得具有所需性能的吸水性树脂。
即，在本发明中，优选通过连续捏合机聚合或连续带式聚合进行上述聚合工序。在这种情况下，在后续的干燥工序等中，虽然可以以高生产率获得高物性的不定形破碎状颗粒，但在后续的粉碎工序等中容易产生微粉、粉尘。然而，为了解决所述问题，可以优选应用本发明。上述连续捏合机聚合例如在美国专利第6987151号说明书以及美国专利第6710141号说明书等中被公开，另外，上述连续带式聚合例如在美国专利第4893999号说明书、美国专利第6241928号说明书以及美国专利申请公开第2005-215734号说明书等中被公开。
[干燥工序]
干燥工序是将前述聚合工序中获得的含水率为15～70质量％的聚合凝胶(含水凝胶状聚合物)干燥的工序。从该观点来看，上述干燥装置10优选设置在上述聚合装置8的下游侧。如图1所示，该制造设备2中，聚合装置8与干燥装置10通过配管6连接。另外，造粒装置28连接于将聚合装置8与干燥装置10连接的配管6。该聚合工序中获得的聚合凝胶通常优选通过解碎处理成为0.1～5mm左右的颗粒状的状态，供给到干燥工序。通过形成颗粒状的凝胶，凝胶的表面积增大，因此上述干燥工序可顺利地进行。对解碎部件没有特别限制，例如可以单独使用或适当组合使用碎肉机、辊型切割机、闸刀式切断机(guillotine cutter)、切片机(slicer)、辊式切割机(roll cutter)、切碎机(shredder)、剪刀等各种切断部件。此外，可以将后述的造粒工序中造粒的颗粒与解碎的聚合凝胶混合，供给干燥工序。对该干燥工序中的干燥方法没有特别限制，作为上述干燥装置10，可以列举出热传导型干燥机、辐射传热型干燥机、热风传热型干燥机、感应加热干燥机等。从干燥的速度的观点来看，热风传热型干燥机(以下称为热风干燥机)是优选的。作为该热风干燥机，可列举出通气带式、通气回路式、通气立式、平行流带式、通气通道式、通气槽型搅拌式、流化床式、气流式、喷雾式等的干燥装置。从容易控制颗粒状吸水剂的物性的观点来看，带式是优选的。作为干燥温度，优选设定较高的温度，具体地说，为80～300℃，优选为100～250℃，更优选为120～220℃，进一步优选为150～200℃。对干燥时间没有特别限制，只要设定为使所得干燥物达到所需固体成分率的时间即可。从容易粉碎的观点来看，在干燥工序中获得的干燥物的固体成分率(规定为将1g颗粒状吸水性树脂在180℃下静置干燥3小时而获得的干燥失重)优选为90重量％以上。通常，干燥时间也取决于聚合凝胶的粒径、干燥温度、风量等，但从生产效率的观点来看，通常优选将该干燥时间设为2小时以内。
即，如果提高干燥工序中获得的干燥物的固体成分率，则在粉碎时容易产生微粉或粉尘。然而，为了解决所述问题，本发明可以优选应用高温和高固体成分下的干燥。
[粉碎工序]
粉碎工序是将聚合凝胶的干燥物粉碎的工序。粉碎通常对前述干燥工序中获得的聚合凝胶的干燥物进行，也可以对干燥前的聚合工序中获得的聚合凝胶进行。从容易粉碎的观点来看，该工序优选对干燥工序中获得的干燥物进行。从该观点来看，上述粉碎装置12优选设置在上述干燥装置10的下游侧。如图1所示，该制造设备2中，干燥装置10与粉碎装置12用配管6连接。在该制造方法中，通过粉碎，获得了作为粉碎物的颗粒状吸水性树脂。粉碎优选以能更大量获得所需粒径(优选重均粒径200～800μm)的颗粒状吸水性树脂的方式来进行。对粉碎方法没有特别限制，可以采用以往公知的方法。作为该粉碎工序中使用的粉碎装置12，可以例举三段辊磨机。由于由该粉碎会产生微粉，因此粉碎工序中获得的颗粒状吸水性树脂中含有微粉。另外，干燥工序中获得的颗粒状吸水性树脂的粒径较小时，也可以不实施该粉碎工序。该粉碎工序是根据需要可以在该制造方法中进一步包含的其它工序。在该情况下，在图1所示的制造设备2中，例如干燥装置10与分级装置14通过配管6直接连接。
即，粉碎工序中获得的颗粒状吸水性树脂成为不定形破碎状颗粒。所述形状由于比表面积大且容易固定到纸浆中，因而是优选的。另外，在粉碎工序中，微粉或粉尘(灰尘)容易产生，为了解决所述问题，可以优选应用本发明。
[分级工序]
分级工序是用筛子分离颗粒状吸水性树脂的工序。在该制造方法中，从容易筛分的观点来看，上述分级装置14优选设置在上述干燥装置10的下游侧。在该制造方法中包含粉碎工序的情况下，通过该粉碎可以获得具有各种粒径的颗粒状吸水性树脂，因此该分级装置14优选设置在上述粉碎装置12的下游侧。如图1所示，在该制造装置2中，分级装置14通过配管6连接于粉碎装置12的下游侧。在该制造方法的分级工序中筛分前述粉碎工序中获得的粉碎物。在该分级工序中，例如，使用具有金属筛网的分级装置14。该分级工序中，使用该分级装置14选择具有所需粒径(优选重均粒径200～800μm)的颗粒，可获得目标颗粒状吸水性树脂。对分级方法没有特别限制，可以采用以往公知的方法。另外，在该制造方法中，在该分级工序中，粉碎物中作为微粉含有的颗粒状吸水性树脂可作为残留物获得。
[表面交联工序]
表面交联工序是用表面交联剂使前述分级工序中获得的颗粒状吸水性树脂的表面附近交联的工序。通过该工序，可获得颗粒状吸水剂。颗粒状吸水性树脂是水溶胀性交联聚合物。该颗粒状吸水性树脂具有交联结构。从抑制凝聚的观点来看，优选的是，该颗粒状吸水性树脂进一步交联，使其表面或表面附近的交联密度高于内部的交联密度。另外，“表面或表面附近”是表层的部分，是指其厚度为几十微米以下或者总体的1/10以下的部分，该厚度可根据目的适当决定。在所述颗粒状吸水性树脂中，(1)其表面可通过后述的作为表面交联剂示例的有机表面交联剂和/或水溶性无机表面交联剂进行交联，(2)可以使交联性单体在其表面进行交联聚合(例如，美国专利第7201941号说明书中的公开)，另外，(3)其表面可以用过硫酸盐等进行自由基交联(例如，美国专利第4783510号说明书中公开)。从生产率的观点来看，优选通过加热、辐射线(优选紫外线、欧洲专利第1824910号说明书中公开)来促进该颗粒状吸水性树脂的交联反应。通过使颗粒状吸水性树脂的表面或表面附近进行表面交联，可以提高颗粒状吸水剂的加压下吸水倍率(AAP)，换而言之，提高在压力下的吸收力。进一步详细描述的话，本申请中的“表面交联”是指对颗粒状吸水性树脂的表面或表面附近的区域以化学或物理方式修饰来进行表面交联。例如，以部分中和交联聚丙烯酸的情况为例，化学修饰是指通过可与颗粒表面附近存在的官能团反应的、尤其与羧基反应的、例如多元醇、多元缩水甘油基化合物、多元胺等具有2个以上官能团的有机表面交联剂，进行表面交联的状态。除此以外，还包括例如利用三价铝之类的多价金属与表面羧基的离子键合产生的表面交联。对表面交联中的键合的形式没有限制。本发明中，表面或表面附近交联的颗粒状吸水性树脂是颗粒状吸水剂。
作为可在表面交联工序中使用的表面交联剂，可适宜使用美国专利第6228930号说明书、美国专利第6071976号说明书、美国专利第6254990号说明书等中示例的以往公知的表面交联剂。优选使用选自由噁唑烷酮、碳酸亚烃酯化合物、多元醇化合物或氧杂环丁烷化合物组成的组中的脱水酯化反应性表面交联剂的一种或两种以上。所述表面交联工序虽然可以获得高物性的颗粒状吸水剂，但需要在高温下进行脱水酯化反应，该颗粒状吸水剂的含水率降低。因此，有时会产生微粉或粉尘，为了解决该问题，可以优选应用本发明。
具体地说，虽然没有特别限制，但可列举出2-噁唑烷酮等(单、二、或聚)噁唑烷酮化合物(美国专利第6559239号)；1，3-二氧戊环-2-酮、4-甲基-1，3-二氧戊环-2-酮、4，5-二甲基-1，3-二氧戊环-2-酮、4，4-二甲基-1，3-二氧戊环-2-酮、4-乙基-1，3-二氧戊环-2-酮、4-羟甲基-1，3-二氧戊环-2-酮、1，3-二噁烷-2-酮、4-甲基-1，3-二噁烷-2-酮、4，6-二甲基-1，3-二噁烷-2-酮、1，3-二氧杂环庚烷-2-酮等碳酸亚烃酯化合物(美国专利第5409771号说明书)；乙二醇、二乙二醇、丙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、1，3-丙二醇、二丙二醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、聚丙二醇、甘油、聚甘油、2-丁烯-1，4-二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，2-环己烷二甲醇、1，2-环己二醇、三羟甲基丙烷、二乙醇胺、三乙醇胺、聚氧丙烯、氧乙烯-氧丙烯嵌段共聚物、季戊四醇、山梨醇等多元醇化合物；氧杂环丁烷化合物(美国专利申请公开第2002/72471)。其中，选自碳数2～10的多元醇和碳数2～10的氧杂环丁烷化合物中的至少一种是更优选的。碳数3～8的多元醇是特别优选的。此外，可以使用乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、甘油聚缩水甘油醚、二甘油聚缩水甘油醚、聚甘油聚缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、缩水甘油等环氧化合物；乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺、聚乙烯亚胺等多元胺化合物、它们的无机盐、有机盐(吖丙啶鎓盐等)；2，4-甲苯二异氰酸酯、己二异氰酸酯等多异氰酸酯化合物；1，2-亚乙基双噁唑啉等多噁唑啉化合物；表氯醇、表溴醇、α-甲基表氯醇等卤代环氧化合物；锌、钙、镁、铝、铁、锆等的氢氧化物或氯化物等多价金属化合物等。
作为上述表面交联剂，可以单独使用上述例示的化合物，也可以将两种以上组合使用。在该表面交联工序中，可以优选使用用包含交联剂的单体进行表面交联的方法(日本专利第2530668号)、用自由基引发剂进行表面交联的方法(日本特开昭63-99211号公报)、用自由基引发剂和单体进行表面交联的方法(美国专利申请公开第2005/0048221号)等。另外，相对于100质量份吸水性树脂，上述表面交联剂的用量优选为0.001质量份以上且5质量份以下。
在表面交联工序中，可以在上述表面交联剂的基础上进一步组合使用相对于吸水性树脂为0～10重量％，更优选0～5重量％，特别优选0～1重量％左右的有机酸(乳酸、柠檬酸、对甲苯磺酸)或其盐、无机酸(磷酸、硫酸、亚硫酸)等酸物质或其盐、苛性钠或碳酸钠等碱物质、硫酸铝等多价金属盐等。
在表面交联工序中，前述表面交联剂的用量取决于所选定的表面交联剂、表面交联剂的组合等，但相对于颗粒状吸水性树脂的100重量份固体成分，优选为0.001重量份以上且10重量份以下，更优选为0.01重量份以上且5重量份以下。通过使用该范围内的表面交联剂，可以使得颗粒状吸水剂的表面附近的交联密度比内部的交联密度高。表面交联剂的用量超过10重量份时，不仅不经济，而且在形成最适于颗粒状吸水性树脂的交联结构时，交联剂的供给过剩，因而是不优选的。表面交联剂的用量低于0.001重量份时，在提高颗粒状吸水剂的加压下吸水倍率等性能方面，不能获得充分的改良效果，因而是不优选的。
在表面交联工序中，在将颗粒状吸水性树脂与表面交联剂混合时，优选使用水作为溶剂。水的用量取决于吸水性树脂的种类、颗粒状吸水性树脂的粒径、含水率等，相对于颗粒状吸水性树脂的100重量份固体成分，优选为超过0重量份且20重量份以下，更优选为0.5～10重量份的范围内。在将颗粒状吸水性树脂与表面交联剂混合时，根据需要，可以组合使用亲水性有机溶剂。作为可在此处组合使用的亲水性有机溶剂，例如可列举出甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇等低级醇类；丙酮等酮类；二噁烷、四氢呋喃等醚类；N，N-二甲基甲酰胺等酰胺类；二甲亚砜等亚砜类等。亲水性有机溶剂的用量取决于吸水性树脂的种类、颗粒状吸水性树脂的粒径、含水率等，但相对于颗粒状吸水性树脂的100重量份固体成分，优选为0～20重量份以下，更优选在0～10重量份以下的范围内。
在进行表面交联时，用喷雾器等将包含上述表面交联剂和上述溶剂的表面交联剂溶液喷雾或滴加到颗粒状吸水性树脂中来进行混合的方法是优选的，利用喷雾的混合方法是更优选的。作为喷雾的液滴的尺寸，优选平均粒径为0.1～300μm的范围，更优选为0.1～200μm的范围。
使用混合装置16将颗粒状吸水性树脂与上述表面交联剂溶液混合。如图1所示，该混合装置16通过配管6连接于分级装置14的下游侧。为了均匀且可靠地将二者混合，该混合装置16优选具有大的混合力。作为该混合装置16，例如圆筒型混合机、双层壁圆锥型混合机、高速搅拌型混合机、V字型混合机、带型混合机、螺杆型混合机、双臂型捏合机、粉碎型捏合机、旋转式混合机、气流型混合机、桨叶混合器(turbulizer)、间歇式罗地格混合机(LOEDIGE MIXER)、连续式罗地格混合机等是适宜的。
在表面交联工序中，颗粒状吸水性树脂与上述表面交联剂溶液的混合物在室温下也可以进行表面交联。然而，从促进反应以及除去所添加的水和溶剂的观点来看，优选的是，在颗粒状吸水性树脂与表面交联剂混合后，进一步进行加热处理使颗粒状吸水性树脂的表面附近交联。在该加热处理中，处理温度取决于所选定的表面交联剂，但优选为80℃以上。处理温度低于80℃时，加热处理是费时的，因此导致生产率降低，而且不能获得均匀的表面交联。在该情况下，颗粒状吸水剂的加压下吸收特性降低，且有可能残留未反应的表面交联剂。在处理温度超过250℃时，引起颗粒状吸水性树脂的劣化，由表面交联获得的颗粒状吸水剂的性能降低，因而是不优选的。从该观点来看，处理温度(载热体温度或材料温度/尤其载热体温度)优选在100～250℃的范围内，更优选在150～250℃的范围内(尤其对上述脱水酯化反应性表面交联剂是优选的)。加热时间优选在1分钟～2小时的范围内。加热温度与加热时间的组合的优选例子有，180℃下0.1～1.5小时、200℃下0.1～1小时。
作为进行上述加热处理的加热装置18，可以使用公知的干燥机或加热炉。例如，热传导型、辐射传热型、热风传热型、感应加热型的干燥机或加热炉是适宜的。具体而言，可列举出带式、槽型搅拌式、螺杆式、旋转型、圆盘型、捏合型、流化床式、气流式、红外线型、电子射线型的干燥机或加热炉。如图1所示，在该制造装置2中，加热装置18通过配管6连接于上述混合装置16的下游侧。
在表面交联工序中，加热处理可以在静置状态或搅拌下进行。在搅拌下实施加热处理的情况下，可以在进行颗粒状吸水性树脂与表面交联剂的混合的混合装置16内将混合物加热，完成表面交联，例如可以将混合物投入到双轴槽型搅拌干燥装置内，将该混合物加热，完成表面交联。
[冷却工序]
冷却工序是表面交联工序之后任选实施的工序，例如，美国专利第6378453号说明书等中公开的工序。该冷却工序是在将在前述的表面交联工序中加热使得表面附近交联而获得的颗粒状吸水剂投入到下述整粒工序之前，对其进行冷却的工序。对在该冷却工序中使用的上述冷却装置20没有特别限制，例如可以使用在内壁及其它传热面的内部通有约35℃的冷却水的双轴搅拌干燥机等。如上所述，在上述表面交联工序中，颗粒状吸水性树脂的表面交联有时在室温下实施。在该情况下，由表面交联获得的颗粒状吸水剂没有被加热，因此可以不实施该冷却工序。该冷却工序是根据需要可以在该制造方法中进一步包含的其它工序。如图1所示，在该制造装置2中，冷却装置20通过配管6连接于上述加热装置18的下游侧。
[添加剂的添加工序]
本发明中，可以进一步设置添加除了上述表面交联剂以外的添加剂的添加工序。该添加工序优选设置在上述聚合工序及其以后，更优选设置在上述干燥工序及其以后。在上述冷却工序或其它工序中，可以添加添加剂。作为该添加剂，例如，可以添加下述的(A)除臭成分(优选植物成分)、(B)多价金属盐、(C)无机颗粒(包括(D)复合含水氧化物)、(E)通液性提高剂、(F)其它添加物等。通过该添加，可以赋予颗粒状吸水剂各种功能。此外，该颗粒状吸水剂中可以添加下述的(G)螯合剂。虽然使用所述添加剂的工序可以获得高物性(例如高SFC)的吸水剂，但有时添加剂自身也成为粉尘。因此，为了解决所述问题，可以优选应用本发明。
在该制造方法中，上述(A)～(E)以及(F)的用量根据目的及附加功能而不同，通常，作为其一种的添加量，相对于100质量份吸水性树脂，为0.001～10质量份，优选为0.001～5质量份，更优选为0.002～3质量份的范围。通常，该添加量少于0.001质量份时，不能获得基于该添加剂的充分效果和附加功能，而在该添加量超过10质量份的情况下，不但不能获得与添加量相应的效果，吸水性能也会降低。
(A)除臭成分
为了发挥除臭性，本发明的制造方法中获得的颗粒状吸水剂可以以上述量配合除臭成分，优选配合植物成分。作为植物成分，选自多酚、黄酮及黄酮类、咖啡因中的至少一种化合物是优选的，选自单宁、单宁酸、五倍子、没食子和没食子酸中的至少一种化合物是进一步优选的。除了这些植物成分以外，作为含有可添加到颗粒状吸水剂中的植物成分的植物，例如在山茶科的植物中，可列举出山茶、柃木、厚皮香等，在稻科植物中，可列举出水稻、矮竹、竹、玉米、麦等，在茜草科植物中，可列举出咖啡等。作为本发明中使用的植物成分的形式，可列举出从植物中提取的提取物(extract)(精油)、植物本身、植物加工业或食品加工业的制造工序中副产的植物渣滓和提取渣滓等，没有特别限制。
(B)多价金属盐
为了提高通液性和吸湿时的粉体流动性，本发明的制造方法中获得的颗粒状吸水剂中可以配合多价金属盐。该多价金属盐的优选量如上所述。作为该多价金属盐，可以例举有机酸的多价金属盐和无机的多价金属盐。作为优选的无机多价金属盐，例如可列举出氯化铝、聚氯化铝、硫酸铝、硝酸铝、硫酸铝钾、硫酸铝钠、钾明矾、铵明矾、钠明矾、铝酸钠、氯化钙、硝酸钙、氯化镁、硫酸镁、硝酸镁、氯化锌、硫酸锌、硝酸锌、氯化锆、硫酸锆、硝酸锆等。另外，从与尿等吸收液的溶解性的观点考虑，优选使用它们的具有结晶水的盐。特别优选是铝化合物。在该铝化合物当中，氯化铝、聚氯化铝、硫酸铝、硝酸铝、硫酸铝钾、硫酸铝钠、钾明矾、铵明矾、钠明矾、铝酸钠是优选的，硫酸铝是特别优选的。可最优选使用十八水合硫酸铝盐、14～18水合硫酸铝盐等含水晶体的粉末。这些可以使用仅仅一种，也可以将两种以上组合使用。从操作性和与颗粒状吸水剂的混合性的观点来看，上述多价金属盐优选以溶液状态使用，特别优选以水溶液状态使用。
此外，所使用的有机酸的多价金属盐及其混合方法例如被美国专利第7282262号所举例。作为本发明中使用的分子内具有7个以上碳原子数的有机酸的多价金属盐，有脂肪酸、石油酸、高分子酸等的除碱金属盐以外的金属盐。作为构成该有机酸的多价金属盐的有机酸，可例举己酸、辛酸、辛炔酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、油酸、硬脂酸等长链或支化的脂肪酸；苯甲酸、肉豆蔻醚酸、环烷酸、萘甲酸、萘氧基乙酸等石油酸；聚(甲基)丙烯酸、聚磺酸等高分子酸，分子内具有羧基的有机酸是优选的，更优选的是己酸、辛酸、辛炔酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、油酸、硬脂酸、牛脂肪酸或蓖麻硬化脂肪酸等脂肪酸。更优选是分子内不含不饱和键的脂肪酸，例如，己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸。最优选是碳原子数12个以上且分子内不含不饱和键的长链脂肪酸，例如月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸。
(C)无机颗粒
为了防止吸湿时的粘连，本发明的制造方法中获得的颗粒状吸水剂中可以配合无机颗粒，尤其可以配合水不溶性无机颗粒。作为本发明中使用的无机粉末，具体地例如可列举出二氧化硅、氧化钛等金属氧化物、天然沸石、合成沸石等硅酸(盐)、高岭土、滑石、粘土、膨润土等。这些当中，二氧化硅和硅酸(盐)是更优选的，通过库尔特计数器(Coulter counter)法测定的平均粒径为0.001～200μm的二氧化硅和硅酸(盐)是更优选的。
(D)复合含水氧化物
为了使本发明的制造方法获得的颗粒状吸水剂显示优异的吸湿流动性(吸水性树脂或吸水剂吸湿后的粉体流动性)，此外，为了发挥优异的除臭功能，可以配合含有锌与硅的复合含水氧化物或含有锌与铝的复合含水氧化物。
(E)通液性提高剂
通液性提高剂是指可以将后述的食盐水导流性(SFC)为6(×10-7·cm3·s·g-1)以上的吸水性树脂或者吸水剂的食盐水导流性(SFC)提高到10(×10-7·cm3·s·g-1)以上的非水溶性无机微粒、水溶性多价金属盐、水溶性高分子、多胺等添加剂。因此，前述(A)～(D)中例示的添加剂有时也相当于该通液性提高剂。在该制造方法中，该通液性提高剂优选是水溶性多价金属化合物或聚阳离子化合物。具体而言，选自由铝化合物、锆化合物、钛化合物和具有氨基的化合物组成的组中的一种以上的化合物是更优选的。更具体地，例如，可列举出前述(B)中例示的硫酸铝、钾明矾、铵明矾、钠明矾、(聚)氯化铝、它们的水合物等水溶性多价金属化合物；高分子多胺化合物，优选水溶性高分子多胺，更具体地说，重均分子量200～1000000的聚乙烯亚胺、聚乙烯胺、聚烯丙基胺等聚阳离子化合物；硅石、氧化铝、膨润土等非水溶性无机微粒等，可以仅仅使用这些的一种，也可以将两种以上组合使用。在这些当中，从提高食盐水导流性(SFC)的观点来看，硫酸铝、钾明矾等水溶性多价金属盐是优选的。另外，从容易更均匀地添加到整个吸水性树脂表面、无通液性提高剂的偏析等观点来看，通液性提高剂为水溶液是优选的。相对于吸水性树脂，通液性提高剂优选以0.001～10重量％的比例使用，更优选以0.01～5重量％的比例使用。
(F)其它添加物
本发明的制造方法中获得的颗粒状吸水剂中，根据需要，在不损害本发明的效果的范围内(例如相对于100重量份颗粒状吸水剂，为30重量份以下，尤其10重量份以下)适宜添加例如消毒剂、抗菌剂、香料、各种无机粉末、发泡剂、颜料、染料、亲水性短纤维、肥料、氧化剂、还原剂、水性盐类等，由此，可以赋予各种功能。
(G)螯合剂
本发明中使用的颗粒状吸水剂可以含有螯合剂。对混合螯合剂的工序没有特别限制，优选将螯合剂混合到前述单体或单体溶液中。作为上述螯合剂，可列举出高分子螯合剂和非高分子螯合剂。优选是含酸基的非高分子螯合剂，更优选使用含有磷酸或羧酸基团的非高分子螯合剂。该非高分子螯合剂中含有的酸基的数量为2～100个，尤其为2～50个，特别为2～10个。该螯合剂使用含有氮的非高分子螯合剂，另外，可以优选使用含氮的螯合剂。作为该螯合剂，例如可列举出亚氨基二乙酸、羟乙基亚氨基二乙酸、氨三乙酸、氨三丙酸、乙二胺四乙酸、羟基乙二胺三乙酸、己二胺四乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、三亚乙基四胺六乙酸、反式-1，2-二氨基环己烷四乙酸、双(2-羟乙基)甘氨酸、二氨基丙醇四乙酸、乙二胺-2-丙酸、二醇醚二胺四乙酸、双(2-羟基苄基)乙二胺二乙酸和它们的盐等氨基羧酸系金属螯合剂；乙二胺-N，N’-二(亚甲基次膦酸)、乙二胺四(亚甲基次膦酸)、次氮基乙酸-二(亚甲基次膦酸)、次氮基二乙酸-(亚甲基次膦酸)、次氮基乙酸-β-丙酸-亚甲基膦酸、次氮基三(亚甲基膦酸)、环己烷二胺四(亚甲基膦酸)、乙二胺-N，N’-二乙酸-N，N’-二(亚甲基膦酸)、乙二胺-N，N’-二(亚甲基膦酸)、乙二胺四(亚甲基膦酸)、聚亚甲基二胺四(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)、1-羟基亚乙基二膦酸以及它们的盐等磷化合物。相对于100质量份吸水性树脂，螯合剂的用量为10质量ppm以上且1000质量ppm以下是优选的。
上述(B)～(E)中例示的添加剂可以作为水溶液或水分散液添加。另外，该添加剂为固体时，可以作为粉体(粒径优选为300μm以下)与吸水性树脂进行干式混合。
另外，上述(B)和(E)可以优选地作为表面处理剂使用。在本申请中，表面处理是指对吸水性树脂表面或表面附近的区域进行化学或物理修饰。在此处，化学修饰是指伴有某种化学键合的修饰状态，物理修饰是指不伴有化学键合的物理包覆、附着。对表面处理中的键合形式没有限制。另外，表面处理是包括上述表面交联的概念。此外，除了利用上述表面交联剂的表面交联以外，例如利用三价铝之类的多价金属与表面羧基的离子键合所产生的表面交联也包括在表面处理中。这些表面交联是伴有与吸水性树脂的共价键或离子键之类的化学键的化学修饰。另一方面，物理修饰是指在同一吸水性树脂表面或表面附近没有采取与吸水性树脂形成的共价键或离子键之类的化学键的形式，而是通过单纯的物理附着进行修饰的状态。这种状态也包括在本申请的表面处理中。例如，如上所述的用多元醇包覆的状态、用水溶性多价金属盐以不伴有化学键的状态包覆的状态是表面处理过的状态。
尤其，本发明中，作为提高通液性的添加剂，多价金属盐是优选的。多价金属盐优选在添加后进行混合。作为混合装置，例如，可列举出圆筒型混合机、螺杆型混合机、螺杆型挤出机、桨叶混合器、诺塔混合机(Nautamixer)、V型混合机、带型混合机、双臂型捏合机、流动式混合机、气流型混合机、旋转圆盘型混合机、辊式混合机(roll mixer)、转动式混合机、罗地格混合机等。
另外，多价金属盐优选作为水溶液与吸水性树脂颗粒混合。水溶液的液滴的大小可以适宜调整。从防止多价金属离子(例如铝离子)渗透和扩散到吸水性树脂颗粒的内部的观点来看，水溶液相对于在规定温度下的饱和浓度优选为50％以上的浓度，更优选为60％以上的浓度，进一步优选为70％以上的浓度，还更优选为80％以上的浓度，特别优选为90以上的浓度。当然，可以是饱和浓度(＝相对于饱和浓度100％)，也可以是超过饱和浓度的分散液。为了调整溶解度、粘度，可以在沸点以下的范围内适宜调整水溶液的温度，通常在大约室温下进行混合。
[整粒工序]
尽管在前述粉碎工序和分级工序对颗粒状吸水剂的粒径进行了调整，但冷却工序后的颗粒状吸水剂中有时含有具有大粒径的凝聚物。该凝聚物主要是在表面交联剂的混合时、表面交联反应时生成的。在该整粒工序中，进行该凝集物的解碎处理和分级处理。这种整粒方法在美国专利第7347330号说明书、美国专利申请公开第2005-011325号说明书等中被公开。对该解碎处理和分级处理的顺序和次数没有特别限制。该整粒工序中，是再调整粒度的工序，例如，首先对颗粒状吸水剂进行分级处理。在该分级处理中，可以使用筛子、气流分级机等分级装置。在该分级处理中，例如，通过使用具有大的筛孔的筛子，可以获得粒径大的凝聚物。这样，将粒径大的凝聚物除去之后，通过使用具有小的筛孔的筛子，可以除去粒径小的微粉。对通过该分级处理获得的凝聚物进行解碎处理。通过该解碎处理，将构成凝聚物的颗粒分开为单个的颗粒，可以获得作为初级颗粒的颗粒状吸水剂。该解碎处理可以使用例如绞刀(knife cutter)式解碎机。对于通过该解碎处理而获得的解碎物，可以再次实施上述分级处理。在该整粒工序中，除去粒径小的微粉，并且，可以获得具有所需粒径(优选的是，重均粒径为200～800μm)的颗粒状吸水剂。从生产率的观点来看，该整粒工序优选在上述冷却工序之后实施。在该制造方法中，用于该解碎处理的装置和用于分级处理的装置通过与上述配管6不同的配管连接，从而构成上述整粒装置22。如图1所示，该整粒装置22通过配管6连接于上述冷却装置20的下游侧。在该制造方法中，在投入该整粒工序之前的颗粒状吸水剂中不含具有大粒径的凝聚物的情况下，可以不实施该整粒工序。该整粒工序是根据需要可以在该制造方法中进一步包含的其它工序。在不设置整粒工序的情况下，后述的填充装置24通过配管6连接于该冷却装置20的下游侧。另外，在该制造方法中，在该整粒工序中，作为微粉含有的颗粒状吸水剂可以作为残留物获得。
[包装工序]
包装工序是将颗粒状吸水剂投入到包装材料容器中进行包装的工序。在该制造方法的包装工序中，将前述整粒工序中整粒的颗粒状吸水剂进行包装。例如，在该包装工序中，转移到贮藏用的料斗中的颗粒状吸水剂使用上述填充装置24填充到作为包装材料容器的贮藏袋内。在该制造方法中，填充到贮藏袋内的颗粒状吸水剂经过规定的检查后作为制品装运。如图1所示，该填充装置24通过配管6连接于上述整粒装置22的下游侧。
[输送工序]
在该制造方法中，输送工序是将上述各工序中生成的聚合凝胶、颗粒状吸水性树脂、颗粒状吸水剂等产物输送到其它上述工序中的工序。在该输送工序中，例如，可以通过对将上述各工序中所设置的装置4相互连接的上述配管6内的压力进行控制，将一个工序中生成的产物输送到其它工序中。在该制造方法中，例如，通过空气输送来输送聚合凝胶、颗粒状吸水性树脂、颗粒状吸水剂等产物。另外，借助传送带等之类的输送机连接在一个工序中使用的装置4与其它工序中使用的其它装置4，可以将在一个工序中生成的产物输送到其它工序中，在该制造方法中，例如，通过输送工序，上述聚合工序中生成的聚合凝胶被输送到上述干燥装置10内。通过输送工序，将上述干燥工序中干燥的聚合凝胶的干燥物输送到上述粉碎装置12中。通过输送工序，将上述粉碎工序中获得的颗粒状吸水性树脂输送到上述分级装置14中。通过输送工序，将上述分级工序中筛分的颗粒状吸水性树脂输送到上述混合装置16中。通过输送工序，将上述表面交联工序中表面部分交联的颗粒状吸水剂输送到上述冷却装置20中。通过输送工序，将上述冷却工序中冷却的颗粒状吸水剂输送到上述整粒装置22中。或者，通过输送工序，将由上述分级工序中筛分的颗粒状吸水性树脂获得的颗粒状吸水剂输送到上述整粒装置22中。通过输送工序，将上述整粒工序中整粒的颗粒状吸水剂输送到上述填充装置24中。或者，通过输送工序，将上述冷却工序中冷却的颗粒状吸水剂输送到上述填充装置24中。
在该制造方法中，在包含除了上述各工序以外的其它工序的情况下，也优选将在该其它工序中生成的产物通过输送工序输送到上述各工序的任一工序中。根据该制造方法，可以连续地制造颗粒状吸水剂。
[收集工序]
如上所述，在该制造方法中，由于上述粉碎工序中干燥的聚合凝胶的粉碎会产生微粉。在上述整粒工序中的解碎处理中也会产生微粉。此外，在上述输送工序中，有时也会由于输送中的颗粒状吸水性树脂和颗粒状吸水剂的磨耗等而产生微粉。此外，在上述表面交联工序中的加热处理以后的工艺中，会由于颗粒状吸水剂受到损伤而产生微粉。此外，使用扫描型电子显微镜、X射线显微分析仪等观察可以确认，由后述的微粉捕捉装置26捕捉的捕捉物时，在该捕捉物中，除了微粉以外，有时存在长径20μm以上且100μm以下的由二氧化硅等构成的无机微粒的凝聚物。这种凝聚物的存在是由于添加剂和气体中的尘埃引起的。在该制造方法中，通过收集工序，可以除去上述微粉以及这种凝聚物。
本发明中，通常，相对于所收集的微粉的总量，来源于颗粒状吸水性树脂和颗粒状吸水剂的微粉(小于150μm)以85质量％以上且99.9质量％以下的比例含有。相对于所收集的微粉的总量，来源于添加剂和气体中的尘埃的微粉以0.1质量％以上且15质量％以下的比例含有。这些微粉以0.01g/m3以上且100g/m3以下的比例在工序中的气体中含有。通过除去该气体中包含的微粉，可以改善作业环境。该微粉的除去还有助于提高颗粒状吸水剂的物性。另外，由于来源于颗粒状吸水性树脂和颗粒状吸水剂的微粉作为主要成分含有，因此微粉可以再循环。收集工序中收集的微粉在再循环时，可以返回到该制造方法中包含的任一工序中。例如，微粉可以添加到上述聚合工序中的原料(单体)和上述干燥工序中的聚合凝胶中。微粉还可以添加到上述造粒工序中的造粒颗粒中。再循环可以减少吸水性树脂和吸水剂的废弃量。而且，在可收集颗粒状吸水剂的总产量的10质量％以下的范围的微粉时，该制造方法可以维持高的颗粒状吸水剂的品质，可以变得更有效。
本发明的制造方法中，在上述各工序的任一工序中，工序中的气体中存在微粉。在此处，工序中是包含(1)进行各工序的装置4的内部或配管6的内部、(2)覆盖进行该工序的装置4或配管6的外罩的内部和(3)放置进行该工序的装置4或配管6的房屋的内部的概念。在该制造方法中，收集工序是使用捕集材料收集上述任一工序中的气体中含有的微粉的工序。如上所述，该收集工序中使用上述微粉捕捉装置26。在该制造方法中，微粉通过上述输送工序输送到在该收集工序中使用的微粉捕捉装置26中。
微粉是指粒径比本发明的制造方法中所要获得的颗粒状吸水剂的粒径小的物质，以往通常作为废弃物处理。微粉是为了使所获得的颗粒状吸水剂的重均粒径(D50)为200～800μm的范围而被除去的残留物，是粒径小于150μm的物质。具体而言，是可通过具有150μm筛孔的JIS标准筛的颗粒状吸水性树脂和颗粒状吸水剂。该微粉的重均粒径(D50)通常在10μm以上且小于150μm的范围内。优选的是，微粉含有70～100重量％，更优选90～100重量％的实质上小于150μm的粒径(通过JIS标准筛分分级来规定)。另外，作为微粉的形状，可列举出通过反相悬浮聚合所获得的球形和通过水溶液聚合所获得的不定形。从下述造粒工序中获得的造粒颗粒的强度的观点来看，作为该形状，通过水溶液聚合获得的不定形是特别优选的。另外，微粉可以进行上述表面交联处理，也可以不进行上述表面交联处理，也可以是它们的混合物。
如上所述，微粉可以分类为，在添加剂的添加工序以后的制造过程中产生的微粉1和在添加剂的添加工序以前的制造过程中产生的微粉2。相对于微粉1的总量，微粉1中的添加剂的含量优选为0.001～99.99质量％，更优选为0.01～99.99质量％，进一步优选为0.1～99.99质量％。另外，相对于微粉2的总量，微粉2中的添加剂的含量优选为0～0.1质量％，更优选为0～0.01质量％，还更优选为0～0.001质量％。另外，添加剂的种类可列举出前述的(A)除臭成分(优选植物成分)、(B)多价金属盐、(C)无机颗粒(包括(D)复合含水氧化物)、(E)通液性提高剂、(F)其它添加物等、(G)螯合剂。尤其，在添加(B)多价金属盐的情况下，可以提高所得颗粒状吸水剂的通液性、防粘连。
例如，前述颗粒状吸水剂的制造工序依次由(1)聚合工序、(2)干燥工序、(3)粉碎工序、(4)分级工序、(5)表面交联工序、(6)冷却工序、(7)整粒工序、(8)包装工序、(10)收集工序、(11)造粒工序构成。在(6)冷却工序中添加添加剂的情况下，将在(6)、(7)、(8)各工序以及工序间的(9)输送工序中产生的微粉称为微粉1，将在(1)(2)(3)(4)(5)各工序以及工序间的输送工序(9’)中产生的微粉称为微粉2。
作为适用该制造方法和收集方法的颗粒状吸水剂的制造工序，为(1)聚合工序、(2)干燥工序、(3)粉碎工序、(4)分级工序、(5)表面交联工序、(7)整粒工序、(8)包装工序、(9)输送工序是优选的。更优选的是，除了上述工序以外还包括(2)干燥工序。进一步优选的是，除了上述工序以外还包括(6)冷却工序。特别优选的是，除了上述工序以外还包括(11)造粒工序。
图2所示为图1的制造设备中包含的微粉捕捉装置26的一部分的示意图。该微粉捕捉装置26可以收集微粉。该微粉捕捉装置26具有罐体30、捕捉部32和开闭部34。
罐体30是大致圆筒状或立方体的。该罐体30的下侧部分呈现向顶端变细的形状。虽然没有图示，在该罐体30的上表面36设有开口部，该开口部的下侧安装有捕捉部32。如图所示，由于在该微粉捕捉装置26中设置了3个捕捉部32，因此，在该罐体30中设有三个开口部(图中在A1、A2和A3所示的位置)。如图所示，第一配管6a连接于该罐体30。
图3所示为图2的微粉捕捉装置26中设置的捕捉部32的立体图。图4是沿图3的IV-IV线的截面图。该微粉捕捉装置26中，该捕捉部32安装到罐体30的上表面36，使得该图3的箭头线B所示的部分位于上侧。该捕捉部32设有支撑部件38和捕集材料40。该支撑部件38是圆筒形的框。该支撑部件38是5根棒42在同一圆周上排列而构成的。虽然没有图示，从维持该支撑部件38的形态的观点来看，这些棒42用多个环状的部件连接。在该微粉捕捉装置26中，该支撑部件38的开口部44与上述罐体30的上表面36上设置的开口部一致，该支撑部件38固定在罐体30的上表面36上。
在捕集材料40的长度方向上的一个端部46a设有插入口48。该捕集材料40在长度方向上的另一个端部46b是封闭的。该捕集材料40是圆筒状的袋。该捕集材料40覆盖支撑部件38。该捕集材料40罩在支撑部件38上。该捕集材料40以利用气体的通过而可除去该气体中包含的颗粒的方式构成。这种捕集材料40也称为袋滤器。上述微粉捕捉装置26的形状和形态仅仅是一个例子，存在各种类型的微粉捕捉装置26。微粉捕捉装置26的形状和形态决不受上述例子的限制。
在图2中，开闭部34设置在罐体30的下侧。第二配管6b连接于该开闭部34。该开闭部34位于第二配管6b与罐体30之间。该开闭部34是所谓的阀。
本发明的制造方法中，气体通过第一配管6a流入到罐体30内。该气体通过捕集材料40。通过该捕集材料40的气体排出到该微粉捕捉装置26的外侧。
在本发明的制造方法中，该微粉捕捉装置26通过第一配管6a与上述各工序中使用的装置4或连接它们的配管6的任何一个连接。在图1所示的微粉捕捉装置26中，第一配管6a与图中箭头线S1到S20所示的部位的至少任意一个连接。该第一配管6a可以在S1到S20的任何一处连接，也可以连接于S1到S20中的多个部位，也可以连接于S1到S20的所有部位。该连接部位考虑到微粉的产生情况而适当决定。通过该连接，上述工序的任一工序中存在的微粉通过第一配管6a输送到该微粉捕捉装置26。该第一配管6a可以分支，以便连接于多个部位。
如上所述，在上述分级工序中，微粉被进一步分离。该工序中以及设置在该工序的下游侧的工序中的气体中包含微粉。从提高微粉的捕集效率的观点来看，优选的是，上述第一配管6a连接于上述分级装置14(S6)。该第一配管6a更优选连接于加热装置18(S10)。该第一配管6a更优选连接于冷却装置20(S12)。从有效抑制微粉对表面交联的阻碍的观点来看，该第一配管6a更优选连接于设置在该分级装置14和上述混合装置16之间的配管6(S7)。
如上所述，在上述整粒工序中，微粉被进一步分离。该工序中以及设置在该工序的下游侧的工序中的气体中包含微粉。从提高微粉的捕集效率的观点来看，上述第一配管6a优选连接于上述整粒装置22(S14)。另外，该第一配管6a优选连接于填充装置24(S16)。从微粉被有效收集、可获得高品质的颗粒状吸水剂的观点来看，第一配管6a特别优选连接于分级装置14(S6)、配管6(S7)、加热装置18(S10)、冷却装置20(S12)、整粒装置22(S14)和填充装置24(S16)。
在本发明的制造方法中，在该微粉捕捉装置26中收集的微粉通过第二配管6b排出。优选的是，该微粉捕捉装置26通过第二配管6b连接于用于进行后述的造粒工序的造粒装置28。在该情况下，将微粉造粒而获得的造粒物经过配管6连接于上述各工序中使用的装置4。如图1所示，在该制造设备2中，造粒装置28连接于将聚合装置8与干燥装置10连接的配管6。由此，微粉捕捉装置26中收集的微粉通过第二配管6b，经由造粒工序投入到干燥工序中。在本发明的制造方法中，微粉不废弃，可以再利用。该再利用可有助于削减生产成本。在该制造方法中，制造设备2中设置的微粉捕捉装置26的台数可以是1台，也可以是2台以上。
在本发明的制造方法中，流经第一配管6a的气体通过捕集材料40。该第一配管6a内存在的微粉由于比表面积大，因此被气体中含有的少量水分所凝聚。如果该凝聚物在捕集材料40的表面附着、堆积，则会妨碍微粉的捕集效率。从该观点来看，在该制造方法中，捕集材料40优选进行加热。该捕集材料40的温度优选为35℃以上，更优选为40～150℃，进一步优选为60～100℃。对捕集材料40的加热方法没有特别限制，例如，可列举出以伴热蒸汽管(steam tracing)、电热器等为热源从外侧加热罐体30的方法。
如上所述，在本发明的制造方法中，捕集材料40以利用气体的通过而可除去该气体中含有的颗粒的方式构成。制造颗粒状吸水剂时产生的微粉通过气体运送到该微粉捕捉装置26，被该捕集材料40捕捉。即，在该收集工序中，工序中的气体中含有的微粉可以使用捕集材料40收集。在本发明的制造方法中，由于排除了微粉的气体排出到外部，因此微粉没有作为粉尘飞舞。在本发明的颗粒状吸水剂的制造方法中，可以维持良好的作业环境。
在本发明的收集方法和制造方法中，微粉通过物理(机械)冲击被抖落。本发明中，物理(机械)冲击是指通过强制性外力提供冲击。作为其方法，可列举出例如以电力或压缩空气为能源的振动器、或者利用曲柄机构的正弦振荡性摇动、利用磁铁的振动、或者利用压缩空气的急剧开关吹送的脉冲波等。
在本发明的制造方法中，使微粉捕捉装置26振动，被捕集材料40捕捉的微粉被筛掉。在该微粉捕捉装置26中，可以从该捕集材料40的插入口48吹送脉冲空气使该微粉被筛掉。筛掉的微粉通过第二配管6b输送到后述的造粒工序所使用的造粒装置28中。该微粉捕捉装置26具有优异的微粉捕集效率。根据该制造方法，可以防止制造过程中产生的微粉飞散，并且可有效地收集该微粉。从有效地筛掉微粉的观点来看，捕集材料40优选设置在罐体30的上表面36的一侧。
此外，在本发明的制造方法中，由于可以有效地从颗粒状吸水剂中除去微粉，可以获得加压下吸水倍率、通液性等物性优异的颗粒状吸水剂。而且，由于该制造方法的微粉捕集效率优异，因此，通过有效地再利用该收集的微粉，可以获得微粉再利用的生产成本上的效果。
在本发明的制造方法中，优选将对JIS 12种炭黑(粒径：0.03μm～0.2μm)的捕集效率优异的捕集材料40用于微粉捕捉装置26。设有具有高捕集效率的捕集材料40的微粉捕捉装置26可以防止由于微粉排出而导致的作业环境恶化，而且可以有效地收集微粉。从该观点来看，该捕集效率优选为90％以上，更优选为95％以上，进一步优选为99.9％以上，特别优选为99.99％以上。对捕集效率的上限没有特别限制，越高越好。
上述捕集材料40的捕集效率例如根据JIS B9908：2001形式1的方法测定。简易地，捕集效率可以根据市售的粉尘计来测量。该捕集效率可以根据通过捕集材料40之前的微粉量以及通过后的微粉量来实际获得。具体地说，通过测量图2的第一配管6a内流动的气体中含有的微粉的量，获得了通过捕集材料40之前的微粉量W0(mg/m3)。通过测量从图2的A 1至A3所示的位置上设置的罐体30的开口部排出的气体中含有的微粉的量，获得了通过捕集材料40之后的微粉量Wf(mg/m3)。使用这样获得的W0和Wf，根据下述计算式算出捕集效率。另外，作为该粉尘计，可列举出例如柴田科学制造的商品名“P5L数字式粉尘计”。
[数学式1]
捕集效率(％)＝(1-Wf/W0)×100
在本发明的制造方法中，微粉到达捕集材料40的内部被捕捉时，该微粉会堵塞捕集材料40，妨碍气体通过该捕集材料40。从该观点来看，作为该捕集材料40，优选的是，该微粉不到达其内部，而是在其表面被捕捉。通过使用这种捕集材料40，可以稳定地捕集微粉，此外可以减少该捕集材料40的更换频率。包括利用这种捕集材料40的微粉的收集工序的制造方法可有助于提高颗粒状吸水剂的生产率。
在本发明的制造方法中，对设置在微粉捕捉装置26中的捕集材料40没有特别限制，可列举出由织布或无纺布构成的滤布、膜滤器。其中，优选使用膜滤器作为捕集材料40。在图2所示的微粉捕捉装置26中，使用膜滤器50作为捕集材料40。
图5是沿图4的V-V线的截面图。在该图5中示出了膜滤器50的一部分。在该图5中，纸面的右侧是捕捉部32的外侧，纸面的左侧是该捕捉部32的内侧。如图所示，膜滤器50由膜52和基材54构成。虽然没有图示，但膜52含有大量的微细孔或微细间隙。这些孔或间隙在厚度方向上(基材和膜的层叠方向)是连续的。该膜52可使气体通过。膜52层叠在基材54上。基材54可支撑膜52。虽然没有图示，但基材54含有大量的孔或间隙。该基材54可使气体通过。
在本发明的制造方法中，基材54位于支撑部件38的一侧，膜52位于该基材54的外侧。该膜52构成了捕捉部32的外表面。
在本发明的制造方法中，通过第一配管6a而流入罐体30内的气体在通过膜52之后通过基材54。通过该基材54的气体排出到微粉捕捉装置26的外侧。
在本发明的制造方法中，膜52中含有的孔或间隙的尺寸小于上述颗粒状吸水剂的制造中产生的微粉的粒径。具体而言，膜中含有的孔或间隙的尺寸(孔径)优选为0.1～20μm，特别优选为1～5μm。在这种形态下，气体中含有并运送到微粉捕捉装置26的微粉在该膜52的表面被捕捉。该膜滤器50可抑制微粉流出到微粉捕捉装置26的外侧。由于排除了微粉的气体排出到外部，因此在本发明的制造方法中，微粉不会作为粉尘飘舞。由于微粉在捕集材料40中被捕捉，因此可以微粉被有效地收集。根据本发明的制造方法，可以防止制造过程中产生的微粉的飞散，并且可以有效地收集微粉。在本发明的制造方法中，由于可以从颗粒状吸水剂中有效地除去微粉，因此可以获得加压下吸水倍率、通液性等物性优异的颗粒状吸水剂。
在本发明的制造方法中，由于微粉在膜52的表面被捕捉，因此不会通过膜52而到达基材54。由于可以抑制微粉侵入到膜滤器50的内部，因此，可以防止由该微粉造成的膜滤器50的孔眼堵塞。即，在该膜滤器50中，由于在膜的表面被捕捉的微粉可通过物理冲击(例如脉冲波)简单地除去，因此使用前的膜的质量与使用后的膜的质量之差小。在该制造方法中，可适当地维持每单位时间通过该膜滤器50的气体的量(以下称为渗透通量)。因此，该膜滤器50可有助于降低该微粉捕捉装置26的压力损失。该膜滤器50可减少运行成本。本发明的制造方法具有优异的生产率。由此，在本发明的制造方法中，可有效地从颗粒状吸水剂中除去微粉，因此可以获得加压下吸水倍率、通液性等物性优异的颗粒状吸水剂。
该膜滤器50不会象仅由无纺布构成的上述滤布那样使微粉侵入到其内部。该膜滤器50的耐久性比该滤布优异。通过使用该膜滤器50，可以进一步降低微粉捕捉装置26中的捕集材料40的更换频率。该膜滤器50可以减少运行成本。该制造方法的生产率优异。本发明的收集方法和制造方法的颗粒状吸水剂的生产率优异。尤其，在颗粒状吸水剂包含前述(B)多价金属盐之类的添加剂的情况下，含有添加剂的微粉1用滤布不能充分捕捉的概率很高。在使用膜滤器时，由于微粉在膜滤器表面被捕捉，因此可以大幅降低其贯通量。
在本发明的制造方法中，对基材54中含有的孔或间隙的尺寸没有特别限制，只要比膜52中含有的孔或间隙的尺寸大即可。该基材54有助于增大膜滤器50的渗透通量。该膜滤器50可有助于降低该微粉捕捉装置26的压力损失，该膜滤器50可以减少运行成本。该制造方法的生产率优异。
在本发明的制造方法中，由于基材54可支撑膜52，因此该膜滤器50能够以膜52具有小的厚度的方式构成。具有小的厚度的膜52可有助于增大该膜滤器50的渗透通量。该膜滤器50可有助于降低该微粉捕捉装置26的压力损失。由此，该膜滤器50可减少运行成本。本发明的制造方法的生产率优异。从该观点来看，该膜52的厚度优选为1mm以下，更优选为0.5mm以下，进一步优选为0.3mm以下，特别优选为0.1mm以下。对膜52的厚度的下限值没有特别限制，为0.01mm。基材54的厚度优选为1～5mm，特别优选为2～3mm。
如上所述，在本发明的制造方法中，通过使工序中的含有微粉的气体通过捕集材料40而使微粉被收集。该捕集材料40的外表面的面积可有助于提高微粉的捕集效率。由于在该微粉捕捉装置26中设置有3个捕捉部32，因此各个捕捉部32中设置的捕集材料40的外表面面积的总和是可有助于提高捕集效率的有效面积。在该制造装置2中，由于该外表面是由圆筒状的侧面与圆盘状的底面构成的，因此该外表面的面积用由该捕集材料40的外径与长度获得的侧面面积与该底面面积的和来表示。
在本发明的制造方法中，从捕集效率、捕集材料40的耐久性以及减少由低压力损失导致的送风能量成本的观点来看，通过捕集材料40的表面的气体(主要是空气)的线速度(渗透通量)优选为5m/分钟以下，更优选为3m/分钟以下，特别优选为2m/分钟以下。尤其，在使用上述膜滤器50之类的膜类的捕集材料40时，该渗透通量更优选为3m/分钟以下，特别优选为2m/分钟以下。另外，该渗透通量的下限值为0.1m/分钟左右。在此处，气体的线速度(渗透通量)是指通过捕集材料40的全部气体量除以捕集材料40的外表面的面积的总和而获得的值。
在本发明的制造方法中，从捕集效率的观点来看，微粉捕捉装置26的罐体30的内部容积优选是捕集材料40的容积总和的1.5倍以上，更优选是2倍以上，特别优选为3倍以上。从可适当维持微粉的捕集效率的观点来看，该内部容积优选是该容积总和的4倍以上。该内部容积的上限是该容积总和的10倍左右。在此处，捕集材料40的容积是指运转中的微粉捕捉装置26的捕集材料40的内侧的空间的容积。
如上所述，捕集材料是圆筒状的袋。该捕集材料的形状不限于此。该捕集材料可以为圆盘状，也可以是大致矩形状。从充分确保上述接触面积的观点来看，该捕集材料优选是上述圆筒状的袋。
在本发明的制造方法中，从可获得的大的渗透通量的观点来看，基材54可列举出织布、无纺布、海绵等。从通用性的观点来看，作为该基材54，无纺布是优选的。作为该基材54的材质，可列举出聚酯、聚丙烯、聚丙烯腈、尼龙、聚四氟乙烯、聚苯硫醚、玻璃纤维、芳纶纤维和聚酰亚胺。可以考虑到微粉捕捉装置26的运转条件等适当决定该基材54的材质。
在本发明的制造方法中，对膜52的材质没有特别限制，从容易抖落掉在膜52的表面被捕捉的微粉(粉尘释放性优异)的观点来看，聚四氟乙烯是特别优选的。设有由该聚四氟乙烯形成的膜52的膜滤器50可有助于提高该微粉捕捉装置26的微粉捕集效率。这种膜滤器50可进一步减少运行成本。本发明的制造方法的生产率优异。在本发明的制造方法中，由于可以从颗粒状吸水剂中有效除去微粉，因此可以获得加压下吸水倍率、通液性等物性优异的颗粒状吸水剂。在该制造方法中，上述聚四氟乙烯的数均分子量优选为1000000以上且10000000以下。
如上所述，在本发明的制造方法中，在上述表面交联工序或上述冷却工序中，可以在颗粒状吸水剂中配合多价金属盐、无机颗粒、通液性提高剂。通过该配合，可防止颗粒状吸水剂的粘连，可以提高通液性和吸湿流动性。在该情况下，由于膜滤器50的膜52可以在其表面捕捉微粉，因此，可以抑制微粉侵入到膜滤器50的内部。该膜滤器50的耐久性优异。通过使用该膜滤器50，可以进一步降低微粉捕捉装置26中的捕集材料40的更换频率。因此，该膜滤器50可以减少运行成本。本发明的制造方法的生产率优异。该制造方法尤其对于包含多价金属盐、无机颗粒等的颗粒状吸水剂可变得更有效。
[造粒工序]
造粒工序是在微粉中添加水性液，获得造粒颗粒的工序。在该造粒工序中，供给上述收集工序中收集的微粉、上述分级工序中分离的微粉以及上述整粒工序中分离的微粉。在该制造方法中，优选可将上述收集工序中收集的全部微粉供给该造粒工序。在该制造方法中，造粒颗粒由多个微粉构成。造粒颗粒的重均粒径为20mm以下，优选为0.3～10mm，进一步优选为0.35～5mm。在该制造方法中，将造粒工序中获得的造粒颗粒投入到上述任一工序中。从生产效率的观点来看，优选的是，该造粒颗粒投入到上述干燥工序中，使之在上述聚合凝胶的共存下干燥。如图1所示，在该制造设备2中，连接于微粉捕捉装置26的第二配管6b与造粒装置28连接。该造粒装置26用配管6连接于干燥设备10。在该制造方法中，从微粉捕捉装置26排出的微粉通过第二配管6b投入到造粒装置28中。在该造粒装置28中形成的造粒颗粒通过配管6投入到干燥装置10中。在该制造装置2中，造粒装置28与上述分级装置14连接。该造粒装置28也与上述整粒装置28连接。该制造装置2以使得上述分级工序中分离的微粉和上述整粒工序中分离的微粉可投入到该造粒装置28中的方式构成。另外，该造粒工序在所产生的微粉的量少的情况下可以不实施。该造粒工序是根据需要在该制造方法中可以进一步包含的其它工序，有时候可以不实施。
在该造粒工序中，所生成的造粒物为造粒颗粒，这可以通过光学显微镜观察到的下述事实来确认：各个颗粒在保持形状的状态下多个集中并凝聚、在吸液时作为多个不连续颗粒溶胀。
在该造粒工序中，从干燥负荷的观点来看，造粒颗粒的含水率优选为75重量％以下，更优选为70重量％以下，进一步优选为65重量％以下(下限为超过0重量％且优选为5重量％以上)。这与上述聚合凝胶的含水率相比，造粒颗粒的含水率极高的情况下，在该造粒颗粒与上述聚合凝胶共存进行干燥时，有可能部分干燥不完全。
在该造粒工序中，上述水性液可以在溶剂中溶解有添加剂。该添加剂是用于减少残留单体量的、选自由热分解型自由基聚合引发剂、氧化剂和还原剂组成的组中的至少一种添加剂。对水性液的溶剂没有特别限制，例如可列举出水、含有亲水性有机溶剂(例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇等低级醇类；丙酮等酮类；二噁烷、四氢呋喃等醚类；N，N-二甲基甲酰胺等酰胺类；二甲亚砜等亚砜类等)的水溶液等。从物性、造粒强度的观点来看，理想地是，水性液含有90～100重量％，更优选99～100重量％的水，特别优选仅仅由水构成。另外，在前述水性液中，在不损害本发明的效果的范围内，还可以含有少量的交联剂、螯合剂、表面活性剂等其它添加剂。例如，作为交联剂，可以使用如上所述的表面交联剂。通过在水性液中含有交联剂，预期可以减少水可溶成分、提高造粒强度。
在该造粒工序中，作为可用作上述添加剂的热分解型自由基聚合引发剂，可以同样优选地使用聚合工序中例示的热分解型引发剂。在这些当中，过氧化物是优选的，过硫酸钠等过硫酸盐是特别优选的。这些热分解型自由基聚合引发剂可以是仅仅一种，也可以是两种以上。对氧化剂没有特别限制，只要在将造粒颗粒与上述聚合凝胶共存而进行干燥时可与单体反应即可。作为该氧化剂，例如可列举出氯酸盐、溴酸盐、亚氯酸盐、次氯酸盐等无机氧化剂，作为前述热分解型自由基聚合引发剂例示的过硫酸盐、过氧化氢、叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酰等无机过氧化物或有机过氧化物等。在这些当中，过硫酸盐、过氧化氢是优选的，过硫酸盐是特别优选的。这些氧化剂可以是仅仅一种，也可以是两种以上。对还原剂没有特别限制，可以是有机系还原剂，也可以是无机系还原剂。作为该还原剂，无机系还原剂是优选的，尤其优选是硫系、磷系、氮系还原剂。具体地说，可以同样地优选使用聚合工序中例示的还原剂。在这些当中，硫系还原剂，尤其亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、焦亚硫酸盐、连二亚硫酸盐是优选的，作为它们的盐，钠盐、钾盐、铵盐是优选的。在这些当中，亚硫酸钠、亚硫酸氢钠是特别优选的。这些还原剂可以是仅仅一种，也可以是两种以上。作为该添加剂，在上述当中，热分解型自由基聚合引发剂是优选的，从可发挥优异的减少残留单体的效果的观点来看，特别优选以过硫酸盐作为添加剂。
在该造粒工序中，对上述水性液中的上述添加剂的含量没有特别限制，相对于微粉，优选为0.0001～1重量％。在低于0.0001重量％时，有可能不能充分减少残留单体，另一方面，超过1重量％时，干燥后获得的最终颗粒状吸水剂有可能产生着色。
在造粒工序中，对前述水性液的用量没有特别限制，相对于100重量份微粉，优选为25重量份以上且280重量份以下，更优选为200重量份以下，进一步优选为150重量份以下。水性液的用量超过280重量份时，获得高含水率的一体化的巨大凝胶状物，难以将该凝胶状物干燥、粉碎。尤其，干燥存在巨大的负荷。另一方面，水性液的用量少于25重量份时，造粒强度变得不充分，在最终制品中，有可能无法发挥优异的特性，并且混合变得不均匀，造粒有可能变得困难。
在该造粒工序中，将前述微粉造粒时，只要将前述微粉与前述水性液混合即可，尤其，在前述造粒时，优选预先加热前述水性液，此外，通过将该加热的水性液与前述微粉高速混合来造粒是优选的实施方式。由此，可以获得不是一体化的巨大凝胶状物的、可直接控制粒径的造粒颗粒。结果，可以容易地将凝胶状物进一步干燥、粉碎，形成造粒颗粒，从而可以避免在获得一体化的巨大凝胶状物的情况下产生的问题，即，由于混合所需的力变得巨大或者凝胶状物以块状混炼，导致主链产生切断、缠绕等，使得颗粒状吸水剂自身劣化的问题。
在该造粒工序中，在前述造粒的优选实施方式中，水性液加热时的温度通常为40℃以上，优选为50℃以上，更优选为60℃以上，进一步优选为70℃以上。另外，该温度的上限是在水性液的沸点以下，沸点可以通过添加盐类或其它溶剂、改变压力(减压、加压)等而进行各种调整。由于即使温度超过100℃也没有大的变化，因此水性液的加热通常在100℃以下进行。另外，在预先加热水性液时，优选的是，前述添加剂另外在室温或冷却下形成为较高浓度的水性液，在即将与微粉混合之前，将该水溶液与事先加热的较大量的水性液剩余部分混合。
在该造粒工序中，在前述造粒的优选实施方式中，优选的是，在预先加热水性液的基础上，微粉自身也被加热。该微粉加热时的温度通常为40℃以上，优选为50℃以上。该温度即使超过100℃也没有大的变化，因此微粉的加热通常在100℃以下进行。另外，在将微粉自身加热的情况下，对其方法没有特别限制，例如可以通过在干燥加热之后保温来进行，另外也可以从外部加热。
在该造粒工序中，在前述造粒的优选实施方式中，将加热的水性液与微粉高速混合。高速混合是指直到水性液与微粉混合结束、生成造粒颗粒的时间为短时间。即，从水性液与微粉接触的时间点到生成造粒颗粒的时间为短时间，换而言之，混合时间为短时间。该混合时间优选为3分钟以下，更优选为1分钟以下，最优选为1秒钟到60秒钟。在混合时间较长时，水性液与微粉的均匀混合变得困难，容易形成一体化的巨大凝胶状物。另外，混合时间长时，在直到将所生成的造粒颗粒与聚合凝胶一起供给到干燥工序为止的期间内，水性液中含有的前述添加剂分解，在干燥工序中有可能不存在充足量的添加剂。此外，混合持续长时间时，有可能导致混合结束后获得的颗粒状吸水剂的水可溶成分的增加、加压下吸水倍率的降低等颗粒状吸水剂的性能降低。
另外，相对于由聚合工序获得的聚合凝胶(100重量％)，将造粒颗粒再循环时所使用的造粒颗粒的量优选为5～40重量％，更优选为10～30重量％。
(颗粒状吸水剂)
由本发明的制造方法获得的颗粒状吸水剂的根据JIS标准筛分分级所规定的重均粒径(D50)优选为200～800μm，更优选为200～450μm，更优选为220～430μm，进一步优选250～400μm。另外，在本发明的颗粒状吸水剂具有特定粒度分布时，可以发挥最大效果。作为优选的粒度分布，上下限850～150μm(JIS标准筛：Z8801-1(2000)中规定)所占的颗粒，即，重均粒径(D50)为150～850μm的颗粒相对于全部吸水剂的比例，优选为90～100重量％，更优选为95～100重量％，进一步优选为98～100重量％。此外，相对于颗粒状吸水剂的总重量，150μm筛下物，即，颗粒状吸水剂中含有的重均粒径小于150μm的微粉的含量优选为0～5重量％，更优选为0～1重量％，进一步优选为0～0.5重量％。粒度分布优选是特定范围。其对数标准偏差(σζ)优选为0.20～0.50，更优选为0.30～0.40。重均粒径(D50)、小于150μm的颗粒的含有率以及粒度的对数标准偏差(σζ)在前述范围以外时，通液性和吸水速度有可能降低。另外，对数标准偏差和重均粒径在美国专利申请公开第2006/0204755号说明书中有规定。
另外，对本发明的颗粒状吸水剂或颗粒状吸水树脂的颗粒形状没有限制。作为该颗粒形状，可以列举出球状、大致球状、(粉碎物的)不定形破碎状、棒状、多面体状、香肠状(例如美国专利第4973632号)、具有皱褶的颗粒(例如美国专利第5744564号)等。它们可以是初级颗粒(single particle)，也可以是造粒颗粒，也可以是初级颗粒与造粒颗粒的混合物。另外，颗粒可以是发泡的多孔体。优选可以列举出不定形破碎状的初级颗粒或它们的造粒物。
本发明的制造方法由于包括上述收集工序，因此可以连续而稳定地生产颗粒状吸水剂。本发明的制造方法具有优异的微粉捕集效率。这种制造方法在优选500kg/小时以上，更优选1000kg/小时以上，特别优选1500kg/小时以上的生产规模(上限为10000kg/小时)中维持优异的微粉捕集效率，并且可以有助于连续获得的制品的吸水特性的稳定化。本发明的制造方法在可收集总产量的10％以下的范围的微粉的情况下能变得更有效。本发明的制造方法在可收集总产量的5％以下范围的微粉的情况下能变得还更有效。本发明的制造方法在可收集总产量的3％以下范围的微粉的情况下能变得特别有效。
由本发明的制造方法获得的颗粒状吸水剂的残留单体量优选为500ppm以下。通过将该残留单体量设定为500ppm以下，在尿布等吸收性物品中含有的颗粒状吸水剂实际吸收人尿而溶胀时，可以抑制从该颗粒状吸水剂中放出的异臭以及对与该颗粒状吸水剂接触的使用者的皮肤的影响。含有该颗粒状吸水剂的吸收性物品在卫生方面是优异的。在该吸收性物品的制造现场中，即使该颗粒状吸水剂飞散，也可抑制该残留单体对工作人员的健康的影响。从该观点来看，该残留单体量优选为400ppm以下，更优选为300ppm以下，更优选为250ppm以下，更优选为200ppm以下，进一步优选为150ppm以下，特别优选为100ppm以下。用于上述聚合的单体的主要成分为丙烯酸和/或其盐的情况下，未反应的丙烯酸和/或其盐的含量优选为500ppm以下。
在残留单体的测定中，向带有盖的塑料容器中的1000g去离子水中添加0.5g的颗粒状吸水剂，并搅拌2小时。搅拌后，使用滤纸将溶胀凝胶化的颗粒状吸水剂滤除，滤液用液相色谱法进行分析。另一方面，用已知浓度的单体(丙烯酸)的溶液进行同样的分析，将所得标准曲线作为外标。基于该外标，考虑到滤液的稀释倍率，求出残留单体量。
如上所述，在本发明的制造方法中，可以从颗粒状吸水剂中有效地除去微粉。根据该制造方法，可以获得微粉少的颗粒状吸水剂。
由本发明的制造方法获得的颗粒状吸水剂的粉尘量(AD)优选为300ppm以下。如下所述，粉尘量(AD)少的颗粒状吸水剂的无负荷下吸水倍率、加压下吸水倍率、通液性等物性优异。从该观点来看，该粉尘量(AD)更优选为100ppm以下，进一步优选为70ppm以下。另外，虽然所述颗粒状吸水剂中含有上述添加剂(尤其多价金属、无机微粒)，但来源于添加剂的粉尘(AD)比以往更少。
以上，本发明是以表面交联的聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂为主要成分的颗粒状吸水剂，提供了具有以下物性的新型颗粒状吸水剂，尤其不定形破碎状吸水剂。另外，如果具有以下物性，则可显著地发挥本发明的效果。
可由本发明的制造方法获得的颗粒状吸水剂对于生理食盐水的无加压下吸水倍率(CRC)优选为10～100g/g，更优选为20～60g/g，特别优选为25～50g/g。
由本发明的制造方法获得的颗粒状吸水剂在4.8kPa加压下对生理食盐水的加压下吸水倍率(AAP：Absorbency against Pressure)优选为15～50g/g，更优选为18～45g/g，特别优选为20～35g/g。
如上所述，由本发明的制造方法获得的颗粒状吸水剂中含有的微粉量少。在这种颗粒状吸水剂中，抑制了微粉对通液性的阻碍。这种颗粒状吸水剂的通液性优异。因此，本发明的制造方法作为要求高通液性(SFC)的颗粒状吸水剂的制造方法是特别理想的。
本发明的制造方法中获得的颗粒状吸水剂的食盐水导流性(SFC)是表示颗粒状吸水剂或吸水剂溶胀时的液体透过性的值。该食盐水导流性也称为通液性。该食盐水导流性(SFC)的值越大，则表示颗粒状吸水剂具有越高的液体透过性。该食盐水导流性(SFC)优选为1(×10-7·cm3·s·g-1)以上，更优选为20～1000(×10-7·cm3·s·g-1)，特别优选为30～500(×10-7·cm3·s·g-1)。在含有这种颗粒状吸水剂的吸收性物品中，即使在该物品中含有的颗粒状吸水剂的浓度为30质量％以上，更具体地为50质量％以上的情况下，也可适当地维持尿的吸收速度，还可抑制漏出的发生。
使用具有上述范围的CRC、AAP、SFC的颗粒状吸水剂的尿布等吸收性物品可良好地吸收体液等。由于这些CRC/AAP/SFC具有相反的性质，因此有使其必要平衡以使颗粒状吸水剂的物性达到所要求的范围。
在本发明的制造方法中，从稳定地保持前述颗粒状吸水剂的优异物性且防止粘连的观点来看，在上述各工序的任一工序中，优选使干燥的气体通过。作为该气体，其露点优选为-15℃以下，更优选为-20℃以下，特别优选为-30℃以下。在难以使干燥的气体通过的情况下，优选使加热的气体通过。该露点的下限值为-80℃。对加热方法没有特别限制，可以使用热源将气体直接加热，可以通过上述各工序之间设置的装置4、配管6等的加热使通过的气体间接加热。该被加热的气体的温度优选为30℃以上，更优选为50℃以上，进一步优选为70℃以上。
在本发明的制造方法中，进行上述各工序的装置4、配管6等的内部压力可以低于大气压，通过形成减压状态，可以抑制微粉从装置4、配管6等漏出。减压状态可有助于提高颗粒状吸水剂制造时产生的微粉的捕集效率。在本发明的制造方法中，由于可以从颗粒状吸水剂中有效地除去微粉，因此可以获得加压下吸水倍率、食盐水导流性等物性优异的颗粒状吸水剂。对减压度没有特别限制，减压度的下限值优选为0～10kPa的范围，更优选为0.01～5kPa的范围。另外，本发明中的“减压度”是指与大气压的压力差，在大气压为标准大气压(101.3kPa)的情况下，“减压度为10kPa”是指气压为91.3kPa。
在本发明的制造方法中，进行上述各工序中的装置4、配管6等的内部压力可以高于大气压。通过形成加压状态，可以防止尘、埃等侵入到装置4、配管6等中。该加压状态可以有助于减少颗粒状吸水剂中含有的异物的量。通过将各工序保持在加压状态下，可以获得高品质的颗粒状吸水剂。该加压状态可有助于将微粉向上述微粉捕捉装置26的捕集材料40输送。即使在该情况下，微粉捕捉装置26的捕集材料40也可有效地捕捉微粉。由于可以有效地从颗粒状吸水剂中除去微粉，因此可以获得加压下吸水倍率、食盐水导流性等物性优异的颗粒状吸水剂。对加压度没有特别限制，加压度的下限值优选为0～1MPa的范围，更优选为0.01kPa～0.6MPa的范围。另外，本发明中的“加压度”是指与大气压的压力差，在大气压为标准大气压(101.3kPa)的情况下，“加压度为10kPa”是指气压为111.3kPa。
如上所述，在本发明的制造方法中，可以防止制造过程中产生的微粉飞散，并且可以有效地收集该微粉，因此可以获得物性优异的颗粒状吸水剂。即，在本发明的吸水性树脂的制造方法中，可以维持良好的作业环境。此外，在本发明的制造方法中，由于可以有效地从颗粒状吸水剂中除去微粉，因此可以获得加压下吸水倍率、食盐水导流性等物性优异的颗粒状吸水剂。而且，由于该制造方法的微粉捕集效率优异，因此通过有效再利用该收集的微粉，还可以获得微粉再利用的生产成本上的效果。
实施例
以下通过实施例来弄清本发明的效果，然而，不应根据该实施例的记载对本发明作出限定性解释。另外，本说明书中，“质量份”与“重量份”，“质量％”与“重量％”具有相同含义。
(粉尘量的测定)
本发明中，颗粒状吸水剂的粉尘量(AD)如下获得：使用Heubach Engineering GmbH公司(德国)制造的商品名“HeubachDUST METER”测量通过规定时间的抽吸而被捕捉到玻璃纤维滤纸上的捕捉物的量而获得的。在将粉尘计的测定模式设为Type I(类型I)、温度25℃±2℃、相对湿度20～40％的气氛中在大气压下实施该测量。详细地说，该粉尘量(AD)如下所述来获得。首先，将所制造的颗粒状吸水剂(100.00g)投入到旋转鼓内。接着，以0.00001g量级地测量保留粒径(JIS P3801)为0.5μm、直径为50mm的玻璃纤维滤纸(例如ADVANTEC公司制造的商品名“GLASS FIBER GC-90或其相当品”)的质量Da。接着，将装载有玻璃纤维滤纸的滤饼装入到旋转鼓内。接着，在鼓转速为30转/分钟、抽吸风量为20升/分钟的条件下运转粉尘计30分钟。接着，以0.00001g量级地测量运转结束后的玻璃纤维滤纸的质量Db。使用该测量的质量Da和Db，根据下述数学式算出粉尘量(AD)。
[数学式2]
AD(ppm)＝(Db-Da)/100.00×1000000
如下所述，通过本发明的制造方法获得的颗粒状吸水剂的滤器贯通粉尘量(PD)越少越好，特别优选为0ppm。如下所述，PD量少时，微粉不进入到滤器内部，因此在抖落附着于滤器的外侧的微粉时，可以通过物理冲击(优选空气的脉冲波等)容易地抖落。另外，由于通过本发明的收集方法和制造方法可以维持滤器的捕集效率，因此减少了滤器更换次数。此外，也防止了由于更换时微粉飞散等导致的作业环境的恶化。
(粉尘透过量的测定)
本发明中，颗粒状吸水剂的滤器贯通粉尘量(PD)如下获得：使用Heubach Engineering GmbH公司(德国)制造的商品名“Heubach DUST METER”(参照图6)测量通过规定时间的抽吸而被捕捉到滤器和玻璃纤维滤纸上的捕捉物的量而获得。在将粉尘计的测定模式设为Type I(类型I)、温度25℃±2℃、相对湿度20～40％的气氛中在大气压下实施该测量。详细地说，滤器贯通粉尘量(PD)如下所述来获得。
首先，将所制造的颗粒状吸水剂(100.00g)投入到旋转鼓61中。接着，将玻璃瓶62安装到旋转鼓61中。接着，将安装有以0.00001g量级测量过的滤器(膜滤器或无纺布等)63(此时质量为Pa)的滤饼64安装在玻璃瓶62的后方。在滤饼64的后方安装滤器66，该滤器66装有保留粒径(JIS P3801)为0.5μm、直径为50mm的玻璃纤维滤纸65(例如ADVANTEC公司制造的商品名“GLASS FIBER GC-90或其相当品”)。另外，以0.00001g量级地测量玻璃纤维滤纸65的质量Da。接着，在鼓转速为30转/分钟、抽吸风量为20升/分钟的条件下，将粉尘计运转30分钟。接着，以0.00001g量级地测量运转结束后的玻璃纤维滤纸的质量Db和滤器附着量Pb。使用该测量的质量Da、Db、Pa和Pb，根据下述数学式算出粉尘透过量(PD)。
[数学式3]
PD(ppm)＝(Db-Da)/[(Db-Da)+(Pb-Pa)]×1000000
(CRC的测定)
无加压下吸水倍率(CRC)的测定中，准备约0.2g颗粒状吸水剂。测定该颗粒状吸水剂的质量W1。将该颗粒状吸水剂均匀地投入到无纺布制的袋(60mm×85mm)中。该袋在调温至25±2℃的生理食盐水(约200g)中浸渍30分钟。接着，将该袋取出，投入到离心分离机(KOKUSAN CO.，LTD.制造，H-122型小型离心分离机)中。该离心分离机在250G(250×9.81m/s2)的条件下运转3分钟。此后，测定袋的重量W2(g)。另一方面，对不含颗粒状吸水剂的袋进行同样的处理，测定其质量W3(g)。通过下述数学式，算出无加压下吸水倍率(CRC)。
[数学式4]
CRC(g/g)＝[(W2-W3)/W1]-1
(AAP的测定)
在加压下吸水倍率(AAP)的测定中，准备内径60mm的塑料制的支撑圆筒。在该支撑圆筒的底部焊接有不锈钢制的金属丝网。该金属丝网的目数为400目(筛孔38μm)。另一方面，还准备外径稍小于60mm、与支撑圆筒的壁面之间不产生间隙而且可上下滑动的柱塞(盖板，cover plate)。在上述金属丝网上均匀地散布质量为W4(具体地为约0.900g)的吸水剂。将柱塞承载于该吸水剂上，测定支撑圆筒、吸水剂和柱塞的质量W5(g)。通过将砝码承载在该柱塞上，对吸水剂均匀地施加4.8kPa(50g/cm2)的压力。在直径为150mm的陪替氏培养皿的内侧，放置直径90mm、厚度5mm的玻璃滤器。在培养皿上，加入调温至25±2℃的生理食盐水，使其与玻璃滤器的上表面处于同一水平。在该玻璃滤器的上表面，放置1张直径9cm的滤纸(东洋滤纸株式会社制造，No.2)。该滤纸的整个表面被食盐水润湿。此后，除去过剩的食盐水。将支撑圆筒和柱塞放置在培养皿上，使得该滤纸与金属丝网接触。吸水剂在加压下吸收食盐水。在食盐水的液面比玻璃滤器的上表面低时，补充食盐水，保持液面水平一定。1小时后，将支撑圆筒和柱塞从培养皿上取出，测定除去砝码后的质量W6(g)。该质量W6(g)中包括被生理食盐水溶胀的吸水剂的质量。通过下述数学式算出加压下吸水倍率(AAP)。
[数学式5]
AAP(g/g)＝(W6-W5)/W4
另外，测定在23±2℃的环境下进行。这种测定方法被美国专利第6071976号公开。
(SFC的测定)
在食盐水导流性(SFC)的测定中，将0.900g的吸水剂均匀地投入到容器内。该吸水剂在人工尿中浸渍，并在2.07kPa下加压。60分钟之后，记录溶胀的吸水剂(凝胶层)的高度。在吸水剂处于2.07kPa下加压的状态下，使0.69质量％食盐水通过凝胶层。将此时的室温调整至20℃到25℃。使用计算机和天平，每隔20秒记录一次通过凝胶层的液体量，算出所通过的液体的流速Fs(T)。流速Fs(T)通过增加质量(g)除以增加时间(s)来算出。将食盐水的静水压恒定且获得了稳定的流速的时间作为Ts，仅将自Ts之后的10分钟内测量的数据用于流速计算。由自Ts之后的10分钟内测量的流速获得Fs(T＝0)的值。该值是通过凝胶层的最初的流速。绘制Fs(T)与时间的关系曲线，根据由最小二乘法获得的结果计算Fs(T＝0)。食盐水导流性(SFC)通过下述数学式算出。
[数学式6]
SFC＝(Fs(t＝0)·L0)/(ρ·A·ΔP)
在该数学式中，L0是凝胶层的高度(cm)，ρ是食盐水的密度(g/cm3)，A是凝胶层的截面积A(cm2)，ΔP是凝胶层的静水压(dyne/cm2)。上述人工尿是将0.25g的二水合氯化钙、2.0g氯化钾、0.50g的六水合氯化镁、2.0g硫酸钠、0.85g磷酸二氢铵、0.15g的磷酸氢二铵和994.25g的纯水混合而获得的。根据美国专利第5849405号说明书中记载的SFC试验来进行这种评价。
[实施例1]
在图1的制造设备中，连续制造颗粒状吸水剂(150000kg)。该制造设备具有每1小时制造1500kg颗粒状吸水剂的能力。另外，连接于微粉捕捉装置的第一配管在减压状态下连接于图1中箭头线S1到S20所示的部位中的S6、S7、S10、S12、S14、S16所示的部位。减压度根据连接的部分而稍有不同，在-20～-40mmAq(＝0.196～0.392kPa的减压)(表压)的范围内。除上述以外的装置、配管设定在常压下。连接于微粉捕捉装置的第二配管6b连接于造粒装置。该造粒装置连接于将聚合装置与干燥装置相连的配管。在该制造设备中，各工序的气体中含有的微粉通过第一配管被收集到该微粉捕捉装置中(收集工序)。该收集的微粉通过第二配管投入到造粒装置中。在该制造装置中，分级装置与造粒装置用配管连接，通过该分级装置分离出的微粉通过该配管投入到造粒装置中。整粒装置与造粒装置用配管连接，在该整粒装置中分离出的微粉通过该配管投入到造粒装置中。在该造粒装置中，由微粉获得的造粒颗粒被投入到干燥工序中。
在该实施例1中，首先，准备含有作为单体的75mol％被中和的丙烯酸偏钠盐、作为内部交联剂的聚乙二醇二丙烯酸酯(聚乙二醇链中的亚乙基链的聚合度的平均数所表示的环氧乙烷的平均加成摩尔数n为9)的水溶液作为单体溶液。将该单体溶液中的单体浓度调整至38质量％。将内部交联剂的浓度调整至相对于单体为0.06摩尔％。
然后，通过用定量泵连续进给该单体溶液，并连续地吹入氮气，将该单体溶液的氧浓度调整至0.5ppm以下。接着，通过管线混合将过硫酸钠和L-抗坏血酸混合到单体溶液中，使得相对于1摩尔单体，过硫酸钠/L-抗坏血酸的质量为0.14g/0.005g。
接着，向其两侧具有堰的平面钢带上供给单体溶液，使得单体溶液的厚度为约25mm，在95℃下进行30分钟水溶液聚合，获得处于含水状态的聚合凝胶(聚合工序)。
接着，将该聚合凝胶粉碎，进一步将该粉碎的聚合凝胶用孔径7mm的碎肉机细分化至约1mm。将其置于带式干燥机的多孔板上并摊开为薄层，在180℃下热风干燥30分钟，获得了作为聚合凝胶的干燥物的颗粒状吸水性树脂(干燥工序)。
接着，将该干燥物粉碎，获得颗粒状的干燥物。将该颗粒状的干燥物全部连续地供给三段辊磨机(辊隙的构成从上到下为1.00mm/0.55mm/0.42mm)，进一步粉碎(粉碎工序)。
此后，用具有筛孔850μm的金属筛网和筛孔150μm的金属筛网的分级装置分级(分级工序)，获得了颗粒状吸水性树脂。该颗粒状吸水性树脂的约98质量％为粒径150μm到850μm的颗粒状吸水性树脂。另外，该颗粒状吸水性树脂的无加压下吸水倍率(CRC)为35g/g。
接着，准备表面处理剂溶液。该表面处理剂溶液由1，4-丁二醇、丙二醇和纯水构成，相对于100质量份颗粒状吸水性树脂，调整至1，4-丁二醇为0.30质量份，丙二醇为0.50质量份，纯水为2.70质量份。接着，将该颗粒状吸水性树脂以1000kg/小时连续供给到高速连续混合机(桨叶混合器/1000rpm)，用喷雾器喷雾上述表面处理剂溶液，将该表面处理剂溶液与颗粒状吸水性树脂混合。接着，用调整至200℃的桨式干燥机将混合有该表面处理剂溶液的颗粒状吸水性树脂加热40分钟(表面交联工序)。
此后，使用桨式干燥机(槽型搅拌式干燥机)，冷却至60℃(冷却工序)。
冷却(冷却工序)后，使用筛孔850μm的金属筛网和筛孔150μm的金属筛网进行分级，获得了作为粒径为150μm～850μm的制品的颗粒状吸水剂1(整粒工序)。
该颗粒状吸水剂1经过空气输送工序供给包装工序。由于该空气输送使用压缩空气，因此输送配管中为加压状态(压力：0.5MPa)。该颗粒状吸水剂1能投入到包装材料容器中(包装工序)。
另外，通过分级获得的粒径为850μm以上的颗粒状吸水剂再次粉碎后进行分级。另外，粒径为150μm以下的颗粒状吸水剂与在各工序中的气体中包含的微粉一起用具备滤器的微粉捕捉装置收集，造粒之后，投入到干燥工序中。
另外，作为微粉捕捉装置26，使用图2～图4所示的内部设有5件捕集材料的微粉捕捉装置。作为捕集材料，使用由膜(材质：聚四氟乙烯(数均分子量：100万以上且1000万以下)，厚度：0.02mm，孔径：2.5μm)以及基材(材质：聚酯，厚度：2.3mm，孔径：50μm)构成的袋滤器(捕集效率：99.9％)。通过捕集材料40的表面的气体(种类：空气)的线速度(渗透通量)为1.3m/分钟，捕集材料的温度为80℃。另外，附着于膜上的微粉通过施加空气的脉冲波(物理冲击)来筛掉。
另外，在造粒工序中，相对于100重量份微粉使用110重量份作为水性液的温水，微粉的温度为60℃，水性液的温度为70℃，用混合装置桨叶混合器进行0.3秒钟高速连续混合。造粒后的造粒颗粒的平均粒径为0.5～3mm，含水率为55质量％。另外，经由配管6将造粒颗粒投入到干燥装置10时，相对于由聚合工序获得的聚合凝胶，使造粒颗粒以15～23质量％的量含有。
另外，在粉碎工序、分级工序、整粒工序中，通有露点为-20℃的气体(种类：空气)。
[比较例1]
除了不将第一配管连接于图1的任何装置和配管以外，与实施例1同样地制造颗粒状吸水剂1’。该比较例1中，不利用微粉捕捉装置来收集微粉。分级工序和整粒工序中获得的、通过150μm的金属筛网的微粉被投入到造粒装置中。
[实施例2]
在冷却工序中，除了添加相对于吸水性树脂为1质量％的50％硫酸铝水溶液以外，与实施例1同样地制造颗粒状吸水剂2。
[比较例2]
除了在冷却工序中添加相对于吸水性树脂为1质量％的50％硫酸铝水溶液以外，与比较例1同样地制造颗粒状吸水剂2’。
[实施例3]
按照前述PD测定法，量取100.00g的实施例1中获得的颗粒状吸水剂1，投入到旋转鼓(1)中，称量测定前后的滤器和玻璃滤纸的重量(Pa、Pb、Da、Db)，测定滤器粉尘透过量(PD)。此时的滤器(3)中使用与实施例1中所用相同的袋滤器。
[比较例3]
滤器(3)中使用无纺布(材质：聚酯；平均孔径：50μm，厚度：2.3mm，捕集效率：50％)，使用颗粒状吸水剂1，用与实施例3同样的方法测定滤器粉尘透过量(PD)。
[实施例4]
按照前述PD测定法，量取100.00g的实施例2中获得的颗粒状吸水剂2，投入到旋转鼓(1)中，称量测定前后的滤器和玻璃滤纸的重量(Pa、Pb、Da、Db)，测定滤器粉尘透过量(PD)。此时的滤器(3)使用实施例1～3中使用的袋滤器。
[比较例4]
滤器(3)中使用比较例1～3中所用的无纺布，使用颗粒状吸水剂2，用与实施例4同样的方法测定滤器粉尘透过量(PD)。
[实施例5]
在整粒工序中，除了添加0.3质量％的水不溶性硅石微粒(商品名：“AEROSIL 200CF”，NIPPON AEROSIL CO.，LTD.制造，初级粒径：约12nm，BET比表面积：约200m2/g，干燥失重1％以下)以外，与实施例1同样地制造颗粒状吸水剂3。
对于所得颗粒状吸水剂3，根据前述PD测定法，滤器(3)中使用实施例1～3中所用的袋滤器，测定滤器粉尘透过量(PD)。
[比较例5]
滤器(3)中使用比较例1～3中所用的无纺布，使用颗粒状吸水剂3，用与实施例5同样的方法测定滤器粉尘透过量(PD)。
[颗粒状吸水剂的性能评价]
关于颗粒状吸水剂，测定粉尘量(AD)、无加压下吸水倍率(CRC)、加压下吸水倍率(AAP)和食盐水导流性(SFC)。粉尘量(AD)、无加压下吸水倍率(CRC)、加压下吸水倍率(AAP)和食盐水导流性(SFC)的测量方法如上所述。其结果在下述表1中示出。
[微粉的含有率评价]
用筛孔150μm的金属筛网将颗粒状吸水剂(100.00g)分级，测量该颗粒状吸水剂中含有的小于150μm的微粉的质量的比率。该结果在下述表1中示出。
[表1]
 实施例1  比较例1  实施例2  比较例2
  粉尘量AD   [ppm]   50   500   60   700
  CRC   [g/g]   30.5   30.5   30.5   30.5
  AAP   [g/g]   25.1   24.5   24.3   23.5
  SFC   [×10-7·cm3·s/g]   32   22   53   40
  微粉含有率   [wt％]   0.5   2.8   0.3   2.3
[粉尘透过量的测定]
粉尘透过量(PD)的结果在下述表2中示出。
[表2]
Figure BPA00001221967800671
如表1所示，实施例中，粉尘产生量以及作为制品获得的颗粒状吸水剂中含有的微粉量少，而且无加压下吸水倍率(CRC)、加压下吸水倍率(AAP)和食盐水导流性(SFC)优异。从该评价结果可以看出本发明的优势。
另外，如表2所示，在分别将实施例3与比较例3、实施例4与比较例4、实施例5与比较例5进行对比时，实施例的通过滤器的粉尘量比比较例少。从该评价结果可以确认，通过使用膜滤器，可以回收和再利用更多的微粉。尤其，在比较使用添加有硫酸铝作为添加剂的颗粒状吸水剂2的实施例4与比较例4时，发现回收效率大幅提高。因此，本发明的优势是明显的。
产业上的可利用性
本发明的以吸水性树脂为主要成分的颗粒状吸水剂的制造方法以及所得新型颗粒状吸水剂具有高物性(高CRC/高AAP)且粉尘也少，可适合用于制造例如纸尿布、生理用卫生巾、失禁垫片等含有吸收体的卫生材料等吸收性物品。

Claims (21)

1.一种颗粒状吸水剂的制造方法，该方法包括下述工序：
获得聚合凝胶的聚合工序；
将该聚合凝胶干燥，获得颗粒状吸水性树脂的干燥工序；
将该颗粒状吸水性树脂筛分的分级工序；
使所述分级工序中获得的颗粒状吸水性树脂的表面附近交联，获得颗粒状吸水剂的表面交联工序；
将该颗粒状吸水剂投入到包装材料容器中进行包装的包装工序；
将上述各工序中生成的产物输送到其它上述工序中的输送工序，
在上述任一工序中的、以空气为主要成分的气体中含有的微粉能够使用捕集材料来收集。
2.一种颗粒状吸水剂的制造方法，该方法包括下述工序：
获得聚合凝胶的聚合工序；
将该聚合凝胶干燥，获得颗粒状吸水性树脂的干燥工序；
将该颗粒状吸水性树脂粉碎的粉碎工序；
将所述粉碎工序中获得的颗粒状吸水性树脂筛分的分级工序；
使所述分级工序中获得的颗粒状吸水性树脂的表面附近交联，获得颗粒状吸水剂的表面交联工序；
将该颗粒状吸水剂投入到包装材料容器中进行包装的包装工序；
将上述各工序中生成的产物输送到其它上述工序的输送工序，
在上述任一工序中的、以空气为主要成分的气体中含有的微粉能够使用捕集材料来收集。
3.一种颗粒状吸水剂的制造方法，该方法包括下述工序：
获得聚合凝胶的聚合工序；
将该聚合凝胶干燥，获得颗粒状吸水性树脂的干燥工序；
将该颗粒状吸水性树脂粉碎的粉碎工序；
将所述粉碎工序中获得的颗粒状吸水性树脂筛分的分级工序；
使所述分级工序中获得的颗粒状吸水性树脂的表面附近交联，获得颗粒状吸水剂的表面交联工序；
将该颗粒状吸水剂冷却的冷却工序；
将所述冷却工序中获得的颗粒状吸水剂整粒的整粒工序；
将所述整粒工序中获得的颗粒状吸水剂投入到包装材料容器中进行包装的包装工序；
将上述各工序中生成的产物输送到其它上述工序中的输送工序，
上述任一工序中的、以空气为主要成分的气体中含有的微粉能够使用捕集材料来收集。
4.一种颗粒状吸水剂的制造方法，该方法包括下述工序：
获得聚合凝胶的聚合工序；
将该聚合凝胶干燥，获得颗粒状吸水性树脂的干燥工序；
将该颗粒状吸水性树脂粉碎的粉碎工序；
将所述粉碎工序中获得的颗粒状吸水性树脂筛分的分级工序；
使所述分级工序中获得的颗粒状吸水性树脂的表面附近交联，获得颗粒状吸水剂的表面交联工序；
将该颗粒状吸水剂整粒的整粒工序；
将所述整粒工序中获得的颗粒状吸水剂投入到包装材料容器中进行包装的包装工序；
将上述各工序中生成的产物输送到其它上述工序的输送工序；
使用捕集材料收集上述任一工序中的、以空气为主要成分的气体中含有的微粉的收集工序；
将使用所述捕集材料收集的微粉、通过所述分级工序分离的微粉和通过所述整粒工序分离的微粉造粒，获得造粒颗粒的造粒工序，
该造粒颗粒能够投入到除所述造粒工序以外的各工序的任一工序中。
5.根据权利要求1～4的任一项所述的颗粒状吸水剂的制造方法，其中，该捕集材料被加热至35℃以上的温度。
6.根据权利要求1～5的任一项所述的颗粒状吸水剂的制造方法，其中，该捕集材料是由能够在其表面捕捉从上述任一工序中产生的微粉的膜和可支撑该膜的基材构成的膜滤器。
7.根据权利要求6所述的颗粒状吸水剂的制造方法，其中，该膜由聚四氟乙烯形成。
8.根据权利要求3～7的任一项所述的颗粒状吸水剂的制造方法，其中，该微粉包括在分级工序和/或粉碎工序中产生的微粉。
9.根据权利要求6～8的任一项所述的颗粒状吸水剂的制造方法，其中，通过物理冲击使附着于该膜滤器上的微粉脱落。
10.根据权利要求1～9的任一项所述的颗粒状吸水剂的制造方法，其中，该微粉的粒径小于150μm。
11.根据权利要求1～10的任一项所述的颗粒状吸水剂的制造方法，其中，在所述各工序的任一工序中通有露点温度为-80℃以上且-15℃以下的气体。
12.根据权利要求1～11的任一项所述的颗粒状吸水剂的制造方法，其中，在所述各工序的任一工序中，减压至低于大气压。
13.根据权利要求1～11的任一项所述的颗粒状吸水剂的制造方法，其中，在所述各工序的任一工序中，加压至超过大气压。
14.根据权利要求1～13的任一项所述的颗粒状吸水剂的制造方法，其中，所述颗粒状吸水剂含有多价金属盐、无机颗粒和通液性提高剂的至少一种。
15.根据权利要求1～14的任一项所述的颗粒状吸水剂的制造方法，其中，供给到所述包装工序的颗粒状吸水剂的量为500kg/小时以上。
16.根据权利要求1～15的任一项所述的颗粒状吸水剂的制造方法，其特征在于，在所述各工序的至少一个工序中的微粉捕捉装置中具备所述捕集材料。
17.根据权利要求1～16的任一项所述的颗粒状吸水剂的制造方法，其中，该颗粒状吸水性树脂是聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂的不定形破碎状颗粒。
18.根据权利要求1～17的任一项所述的颗粒状吸水剂的制造方法，其中，通过连续捏合机聚合或连续带式聚合来进行所述聚合工序。
19.根据权利要求1～18的任一项所述的颗粒状吸水剂的制造方法，其中，使用选自由噁唑烷酮化合物、碳酸亚烃酯化合物、多元醇化合物或氧杂环丁烷化合物组成的组中的一种或两种以上的脱水酯化反应性表面交联剂，在150～250℃的范围的温度下进行所述表面交联工序。
20.根据权利要求1～19的任一项所述的颗粒状吸水剂的制造方法，其中，该颗粒状吸水剂的无加压下吸水倍率(CRC)为10～100g/g、加压下吸水倍率(AAP)为15～50g/g、食盐水导流性(SFC)为1(单位：10-7·cm3·s·g-1)以上，
相对于该颗粒状吸水剂的总重量，该颗粒状吸水剂中含有的重均粒径小于150μm的微粉的含量为0～5重量％。
21.根据权利要求1～20的任一项所述的颗粒状吸水剂的制造方法，其中，该颗粒状吸水剂的粉尘量(AD)为300ppm以下。
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