CN112119112B - 吸水性树脂的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于，在对吸水性树脂的微粉进行再循环时降低未干燥物的残留，本发明是一种吸水性树脂的制造方法，其中，在微粉再循环工序中包括vi‑1)获得造粒凝胶的造粒工序、vi‑2)造粒凝胶添加工序、vi‑3)凝胶混合工序，在前述造粒凝胶添加工序中，前述造粒凝胶的固体成分为50质量％以上且90质量％以下，前述造粒凝胶的温度和前述含水凝胶状交联聚合物的温度为50℃以上且100℃以下。

Description

吸水性树脂的制造方法
技术领域
本发明涉及吸水性树脂的制造方法，详细而言，涉及对在吸水性树脂的制造过程中得到的微粉进行再循环的吸水性树脂的制造方法。
背景技术
吸水性树脂是水溶胀性水不溶性的高分子胶凝剂，其被用在一次性纸尿布、生理用卫生巾等吸收性物品、农林园艺用的土壤保水剂、工业用的止水剂等各种用途中。该吸水性树脂采用多种单体、亲水性高分子来作为原料，但从其吸水性能、制造成本的观点出发，最常使用将丙烯酸和/或其盐(以下表述为“丙烯酸(盐)”)用作单体的聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂。
另一方面，通常吸水性树脂中的具有150μm以下的粒径的微粉的含量越少越优选。该微粉在一次性纸尿布等吸收性物品中也成为因堵塞而导致物性降低的原因。另外，在处理时的粉尘形式的损耗的基础上，还具有即便对该微粉实施了表面交联也难以提高加压下的吸收倍率等各物性的问题。因此，迫切期望微粉少的吸水性树脂。
以往，作为微粉少的吸水性树脂的制造方法，已知优化聚合、粉碎的条件来调整粒度的方法；通过筛、气流等对产生的微粉进行分级、去除的方法。然而，即使利用前述方法，在制造工序中也会产生十几质量％以上且数十质量％以下的大量微粉，因此，销毁在该方法中产生的微粉会使收率大幅降低，且从销毁成本的方面出发也不利。
因而，提出了想要通过对在吸水性树脂的制造工序中必然会产生的微粉进行造粒或再生来解决前述问题的方案(专利文献1～14)。其中，据称使用水蒸气对微粉进行造粒的技术(专利文献5、专利文献7)中添加的水分变少，干燥成本降低、干燥效率提高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-106514号公报
专利文献2：日本特开平11-140194号公报
专利文献3：日本特开平11-254429号公报
专利文献4：日本特开平11-240959号公报
专利文献5：日本特开2005-054151号公报
专利文献6：日本特开2006-299234号公报
专利文献7：日本特表2010-538095号公报
专利文献8：欧州专利申请公开第2957576号说明书
专利文献9：欧州专利申请公开第2787025号说明书
专利文献10：美国专利申请公开第2017/0166707号说明书
专利文献11：日本特开平03-152104号公报
专利文献12：日本特开平04-041532号公报
专利文献13：日本特开平04-227934号公报
专利文献14：国际公开第2006/098271号单行本
发明内容
发明要解决的问题
前述技术尚有改善的余地。即，本发明人等发现：使通过向微粉中添加水并造粒而得到的造粒凝胶与将单体水溶液聚合而得到的含水凝胶状交联聚合物一同干燥时，干燥机为1台即可，因此是有利的，但问题是在干燥后会残留未干燥物等，容易发生干燥不良。本发明人等已知：若凝胶固体成分高则存在能够降低干燥成本的优点，但提高固体成分时会产生新的问题。本发明人等经进一步研究的结果可知：含水率低的造粒凝胶的粘合性高，容易形成粗大的聚集物，若存在粗大的聚集物，则比表面积小，因此，即使在含水量低的情况下也会显著发生局部的干燥不良。即，通过聚合而得到的含水凝胶(含水凝胶状交联聚合物)与通过微粉回收而得到的造粒凝胶(微粉造粒凝胶)彼此的性状、干燥效率不同，因此，从干燥效率出发难以一同干燥，容易成为生产率降低、物性降低的原因。
本发明是着眼于前述那样的情况而进行的，其目的是提供能够减少对吸水性树脂的微粉进行造粒并再循环时的问题、具体为能够减少干燥后的未干燥物的残留的技术，尤其是提供将通过聚合而得到的含水凝胶与通过微粉回收而得到的造粒凝胶一同干燥的有效技术。
用于解决问题的方案
能够解决上述问题的本发明的制造方法[1]为一种吸水性树脂的制造方法，其包括如下工序：
聚合工序i)，使单体水溶液聚合而得到含水凝胶状交联聚合物；
凝胶粉碎工序ii)，在前述聚合工序i)的过程中和/或前述聚合工序i)之后实施，对含水凝胶状交联聚合物进行粉碎；
干燥工序iii)，在前述凝胶粉碎工序ii)之后，对含水凝胶状交联聚合物进行干燥；
粉碎工序iv)，在前述干燥工序iii)之后，对干燥聚合物进行粉碎；
分级工序v)，在前述干燥工序iii)之后，从干燥聚合物中去除微粉；
微粉再循环工序vi)，将通过前述分级工序v)而去除的微粉再循环至前述干燥工序iii)以前，
前述微粉再循环工序vi)中包括如下工序：
造粒工序vi-1)，将前述去除的微粉与水性液体混合而得到造粒凝胶；
造粒凝胶添加工序vi-2)，在直至通过前述干燥工序iii)而结束干燥为止的前述工序i)～iii)中的至少1个工序中和/或工序之间，向含水凝胶状交联聚合物中添加前述造粒凝胶；
凝胶混合工序vi-3)，在从前述造粒凝胶添加工序起至通过干燥工序iii)而结束干燥为止的至少1个工序中和/或工序之间，对含水凝胶状交联聚合物与前述添加的造粒凝胶进行机械混合，
在前述造粒凝胶添加工序vi-2)中，
前述造粒凝胶的固体成分为50质量％以上且90质量％以下，
前述造粒凝胶的温度和前述含水凝胶状交联聚合物的温度为50℃以上且100℃以下。
另外，能够解决上述问题的本发明的其它制造方法[2]为一种吸水性树脂的制造方法，其包括如下工序：
聚合工序i)，使单体水溶液聚合而得到含水凝胶状交联聚合物；
凝胶粉碎工序ii)，在前述聚合工序i)的过程中和/或前述聚合工序i)之后实施，对含水凝胶状交联聚合物进行粉碎；
干燥工序iii)，在前述凝胶粉碎工序ii)之后，对含水凝胶状交联聚合物进行干燥；
粉碎工序iv)，在前述干燥工序iii)之后，对干燥聚合物进行粉碎；
分级工序v)，在前述干燥工序iii)之后，从干燥聚合物中去除微粉；
微粉再循环工序vi)，将通过前述分级工序v)而去除的微粉再循环至前述干燥工序iii)以前，
前述微粉再循环工序vi)中包括如下工序：
造粒工序vi-1)，将前述去除的微粉与水性液体混合而得到造粒凝胶；
造粒凝胶添加工序vi-2)，在从前述凝胶粉碎工序ii)结束后起至通过干燥工序iii)而结束干燥为止的至少1个工序中和/或工序之间，向含水凝胶状交联聚合物中添加前述造粒凝胶，
在前述造粒凝胶添加工序vi-2)中，
前述造粒凝胶的固体成分为50质量％以上且90质量％以下，
在前述凝胶粉碎工序ii)中，凝胶粉碎能量(GGE)为20J/g以上且100J/g以下。
作为优选实施方式[3]，根据[2]所述的制造方法，其中，前述凝胶粉碎工序ii)后的含水凝胶状交联聚合物的质均粒径为0.1mm以上且1.0mm以下。
作为优选实施方式[4]，根据[1]～[3]中任一项所述的制造方法，其中，在前述造粒凝胶添加工序vi-2)中，前述造粒凝胶的固体成分为55质量％以上且85质量％以下。
作为优选实施方式[5]，根据[1]～[4]中任一项所述的制造方法，其还包括如下工序：
表面交联工序vii)，将通过前述分级工序v)而去除了微粉的吸水性树脂进行表面交联；以及
整粒工序viii)，在该表面交联工序vii)之后，从吸水性树脂中去除微粉，
将从前述分级工序v)中去除的前述微粉与从前述整粒工序viii)中去除的前述微粉以99:1～50:50的混合比率(质量比)进行混合而得的混合物作为在前述微粉再循环工序vi)中与前述水性液体混合的前述微粉而使用。
作为优选实施方式[6]，根据[1]或[3]～[5]中任一项所述的制造方法，其中，前述机械混合是在前述干燥工序iii)之前或者直至通过前述干燥工序iii)而结束干燥为止进行的基于摆动带式进料器或旋转搅拌的混合。
作为优选实施方式[7]，根据[1]～[6]中任一项所述的制造方法，其中，前述干燥工序iii)在搅拌干燥机中进行。
作为优选实施方式[8]，根据[1]～[6]中任一项所述的制造方法，其中，前述干燥工序iii)在通气带式干燥机中进行，
通气带上的平均凝胶厚度为3cm以上，凝胶厚度变化率为1.05以上且3以下。
作为优选实施方式[9]，根据[1]～[8]中任一项所述的制造方法，其中，在前述造粒工序vi-1)与造粒凝胶添加工序vi-2)之间，前述造粒凝胶的气氛的露点为50℃以上。
作为优选实施方式[10]，根据[1]～[9]中任一项所述的制造方法，其中，从在前述造粒工序vi-1)中微粉与水性液体的混合开始起至在前述工序vi-2)中向前述含水凝胶状交联聚合物中添加造粒凝胶为止的时间为5分钟以内。
作为优选实施方式[11]，根据[1]～[10]中任一项所述的制造方法，其中，在选自前述聚合工序i)、前述凝胶粉碎工序ii)、前述干燥工序iii)、前述粉碎工序iv)、前述分级工序v)中的1个工序之前、过程中或之后添加表面活性剂，和/或，在前述造粒工序vi-1)中使水性液体含有表面活性剂，利用0.9质量％氯化钠水溶液从将前述微粉与前述水性液体混合而得到的造粒凝胶中提取的提取液的表面张力为65mN/m以上。
作为优选实施方式[12]，根据[1]～[11]中任一项所述的制造方法，其中，在前述造粒工序vi-1)中，多次添加水性液体，并且，利用0.9质量％氯化钠水溶液从将第一次添加的水性液体与前述微粉混合而得到的造粒凝胶中提取的提取液的表面张力为70mN/m以上，在第二次及之后添加的水性液体之中，至少1次含有表面活性剂，并且，利用0.9质量％氯化钠水溶液从添加该含有表面活性剂的水性液体而得到的造粒凝胶中提取的提取液的表面张力为60mN/m以上。
作为优选实施方式[13]，根据[2]或[3]所述的制造方法，其中，在前述造粒凝胶添加工序vi-2)中，前述凝胶粉碎工序ii)后的含水凝胶状交联聚合物的质均粒径相对于前述造粒凝胶的一次颗粒的质均粒径为1倍以上且10倍以下。
发明的效果
以往，聚合凝胶和微粉造粒凝胶因性状不同而难以一同干燥，与此相对，根据本发明的制造方法，不会增加干燥负荷，与以往相比也能够降低、有效解决对吸水性树脂的微粉进行再循环时成为问题的未干燥物的残留。尤其是，能够提供将通过聚合而得到的含水凝胶与通过微粉回收而得到的造粒凝胶一同干燥的有效技术。
具体实施方式
以下，针对本发明所述的吸水性树脂的制造方法进行详细说明，但本发明的范围不限定于这些说明，除了以下的例示之外，可以在不损害本发明主旨的范围内适当变更、实施。具体而言，本发明不限定于以下的各实施方式，可以在权利要求书所示的范围内进行各种变更，针对将不同的实施方式中分别公开的技术手段适当组合而得到的实施方式，也包括在本发明的保护范围内。
[1]术语的定义
[1-1]吸水性树脂、吸水剂
本说明书中的“吸水性树脂”是指水溶胀性水不溶性的高分子胶凝剂，通常为粉末状。另外，“水溶胀性”是指WSP241.3(10)中规定的无加压下吸收倍率(以下有时表述为“CRC”)为5g/g以上，“水不溶性”是指WSP270.3(10)中规定的可溶成分(以下有时表述为“Ext”)为50质量％以下。
前述“吸水性树脂”优选为使具有羧基的不饱和单体发生交联聚合而成的亲水性交联聚合物，不需要其总量、即100质量％均为交联聚合物，也可以在满足前述CRC、Ext等要求性能的范围内含有添加剂等。
另外，前述“吸水性树脂”有时是指“仅内部发生了交联的聚合物、换言之为内部与表面的交联密度实质上相同的聚合物”或者“内部与表面发生了交联的聚合物、换言之为表面的交联密度与内部的交联密度相比相对较高的聚合物”。
本说明书中，上述“仅内部发生了交联的聚合物”与上述“内部与表面发生了交联的聚合物”在原则上没有区别地均表述为“吸水性树脂”。其中，在需要针对表面交联的有无而明确区分的情况下，上述“仅内部发生了交联的聚合物”处于实施表面交联之前，因此表述为“表面交联前的吸水性树脂”，上述“内部与表面发生了交联的聚合物”处于实施表面交联之后，因此表述为“表面交联后的吸水性树脂”。需要说明的是，“表面交联前”是指“添加表面交联剂之前”或者“即使在添加表面交联剂之后，也在基于加热处理的交联反应开始之前”。
另外，前述“吸水性树脂”有时也仅指树脂成分，可以包含添加剂等除树脂之外的成分。
本说明书中的“吸水剂”是指处于能够作为最终制品而出货的状态的吸水性树脂。因此，如果前述“吸水性树脂”是能够出货的状态，则对应于“吸水剂”，此时的“吸水性树脂”与“吸水剂”视作含义相同。
[1-2]丙烯酸(盐)系单体、聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂
本说明书中的“丙烯酸(盐)”是指丙烯酸和/或其盐，“丙烯酸(盐)系单体”是指：相对于不包括交联剂在内的单体整体，包含50摩尔％以上的丙烯酸(盐)的单体。
本说明书中的“聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂”是指以丙烯酸(盐)作为原料的聚合物。换言之，“聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂”是指具有源自丙烯酸(盐)的结构单元的聚合物，是具有接枝成分作为任选成分的聚合物。
具体而言，聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂是如下的聚合物：相对于参与聚合反应的单体之中的不包括内部交联剂在内的部分，包含优选为50摩尔％以上、更优选为70摩尔％以上、进一步优选为90摩尔％以上、且优选为100摩尔％以下、特别优选实质为100摩尔％的丙烯酸(盐)。
[1-3]“EDANA”和“WSP”
“EDANA”是欧州无纺布工业会(European Disposables and NonwovensAssociations)的简称。另外，“WSP”是Worldwide Strategic Partners的简称，表示由EDANA提供的吸水性树脂的世界标准的测定方法。本说明书中，按照WSP原件(2010年修订)来测定吸水性树脂的物性。需要说明的是，本说明书中，只要没有另行说明，则基于下述实施例中的测定方法。
[1-4]“CRC”(WSP241.3(10))
“CRC”是Centrifuge Retention Capacity的简称，指的是吸水性树脂在无加压下的吸收倍率。具体而言，将吸水性树脂0.2g投入至无纺布制的袋后，在大量过剩的0.9质量％氯化钠水溶液中浸渍30分钟而使吸水性树脂自由溶胀，其后，使用离心分离机(离心力：250G)进行脱水后的吸收倍率(单位：g/g)。
[1-5]“Ext”(WSP270.3(10))
“Ext”是Extractables的简称，指的是吸水性树脂的水可溶成分、即水可溶成分量。具体而言，是指将吸水性树脂1.0g添加至0.9质量％氯化钠水溶液200ml中，以250rpm搅拌1小时或16小时后的溶解聚合物量(单位：质量％)。溶解聚合物量的测定使用pH滴定来进行。搅拌时间在报告结果时进行记载。
[1-6]“PSD”(WSP220.3(10))
“PSD”是Particle Size Distribution的简称，指的是通过筛分级而测得的吸水性树脂的粒度分布。需要说明的是，质均粒径(D50)和粒度分布的对数标准偏差(σζ)利用与美国专利第7638570号所记载的“(3)Mass-Average Particle Diameter(D50)andLogarithmic Standard Deviation(σζ)of Particle Diameter Distribution”相同的方法进行测定。
另外，微粉的粒度分布、D50和粒度分布的对数标准偏差(σζ)通过在前述条件下使用网眼为38μm、45μm、75μm、106μm、150μm、180μm等的JIS标准筛来测定。
[1-7]“Moisture Content”(WSP230.3(10))
“Moisture Content”是指吸水性树脂的含水率。本发明中，是在分别将WSP230.3(10)中规定的吸水性树脂的量和干燥时间由4.0g变更为1.0g、由105℃变更为180℃的基础上，使其干燥3小时后由干燥失重算出的值(单位：质量％)。需要说明的是，针对干燥聚合物的含水率，在适当粉碎干燥聚合物后，按照前述测定方法来测定。
另外，针对含水凝胶状交联聚合物或造粒凝胶的含水率，除了将试样量变更为2.0g之外，按照前述测定方法来测定。固体成分用[100-含水率](单位：质量％)来定义。
[1-8]其它
本说明书中，作为质量单位的“t(吨)”是指“Metric ton(公吨)”。另外，“ppm(质量基准)”是指“质量ppm”。另外，“～酸(盐)”是指“～酸和/或其盐”，“(甲基)丙烯酸”是指“丙烯酸和/或甲基丙烯酸”。
[2]吸水性树脂的制造方法
对本发明所述的吸水性树脂的优选制造方法进行详细说明。优选的本发明的吸水性树脂的制造方法包括如下工序：
聚合工序i)，使单体水溶液聚合而得到含水凝胶状交联聚合物；
凝胶粉碎工序ii)，在前述聚合工序i)的过程中和/或前述聚合工序i)之后实施，对含水凝胶状交联聚合物进行粉碎；
干燥工序iii)，在前述凝胶粉碎工序ii)之后，对含水凝胶状交联聚合物进行干燥；
粉碎工序iv)，在前述干燥工序iii)之后，对干燥聚合物进行粉碎；
分级工序v)，在前述干燥工序iii)之后，从干燥聚合物中去除微粉；
微粉再循环工序vi)，将通过前述分级工序v)而去除的微粉再循环至前述干燥工序iii)以前。
[2-1]单体水溶液的制备工序
本工序是制备包含含有丙烯酸(盐)作为主成分的单体和至少1种聚合性内部交联剂的单体水溶液的工序。需要说明的是，在不对作为最终制品而得到的吸水剂的吸水性能造成影响的范围内，也可以使用单体的浆料液，但本说明书中为了方便而针对单体水溶液进行说明。
(单体)
作为本发明中使用的单体，可列举出丙烯酸、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)丙烯酰基乙磺酸、2-(甲基)丙烯酰基丙磺酸、(甲基)丙烯酰基磷酸2-羟基乙酯等阴离子性不饱和单体和/或其盐；含硫醇基的不饱和单体；含有酚羟基的不饱和单体；(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。另外，该单体中包含水溶性或疏水性的不饱和单体。这些之中，优选为丙烯酸(盐)。另外，也可以组合使用丙烯酸(盐)和其它单体。此时，丙烯酸(盐)的用量相对于不包括交联剂在内的单体整体，优选为50摩尔％以上、更优选为70摩尔％以上、进一步优选为90摩尔％以上、特别优选实质为100摩尔％。
(基于碱性化合物的中和)
本发明中，在使用丙烯酸(盐)系单体的情况下，丙烯酸优选使用碱性化合物来部分中和。即，本发明中，优选为聚丙烯酸的酸基被部分中和而得的吸水性树脂。
作为前述碱性化合物的具体例，可列举出碱金属的碳酸盐、碳酸氢盐、碱金属的氢氧化物、氨、有机胺等。其中，从吸水剂或吸水性树脂的吸水性能的观点出发，选择强碱性的化合物。因此，优选为钠、钾、锂等碱金属的氢氧化物，更优选为氢氧化钠。需要说明的是，从处理性的观点出发，该碱性化合物优选制成水溶液。需要说明的是，市售的氢氧化钠中以ppm(质量基准)的数量级包含锌、铅、铁等重金属，严格来说，也可以表现为组合物。本发明中，关于这种组合物，也视作包括在碱性化合物的范畴内。
进行前述中和的时机可以在聚合前、聚合中、聚合后中的任意时机，也可以在多个时机或部位进行中和。另外，从吸水性树脂的生产效率的观点出发，优选通过连续式来中和。
本发明中，使用丙烯酸(盐)的情况下，其中和率相对于单体的酸基优选为10摩尔％以上、更优选为40摩尔％以上、进一步优选为50摩尔％以上、特别优选为60摩尔％以上，且优选为90摩尔％以下、更优选为85摩尔％以下、进一步优选为80摩尔％以下、特别优选为75摩尔％以下。通过设为该中和率的范围，能够抑制吸水性树脂的吸水性能的降低。
需要说明的是，前述中和率在上述聚合前、聚合中、聚合后中的任意中和中均适用。另外，关于作为最终制品的吸水剂，也同样可适用。
(内部交联剂)
在本发明的优选制造方法中，使用内部交联剂。作为该内部交联剂，具体而言，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、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、甘油丙烯酸酯甲基丙烯酸酯、环氧乙烷改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(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、三烯丙胺、聚(甲基)丙烯酰氧基烷烃、(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、季戊四醇、乙二胺、聚乙烯亚胺、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等。可以考虑反应性等而从这些内部交联剂中选择至少1种内部交联剂。
本发明中，从吸水性树脂的吸水性能等观点出发，优选选择具有两个以上聚合性不饱和基团的内部交联剂，更优选选择具有两个以上含有(聚)亚烷基二醇结构的聚合性不饱和基团的内部交联剂。作为前述聚合性不饱和基团，具体而言，可列举出烯丙基、(甲基)丙烯酸酯基。其中，优选为(甲基)丙烯酸酯基。另外，作为前述具有两个以上含有(聚)亚烷基二醇结构的聚合性不饱和基团的内部交联剂，具体而言，可列举出聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯。需要说明的是，作为亚烷基二醇单元的个数(以下有时表述为“n”)，优选为1以上、更优选为2以上、进一步优选为4以上、特别优选为6以上，且优选为100以下、更优选为50以下、进一步优选为20以下、特别优选为10以下。
前述内部交联剂的用量相对于不包括内部交联剂在内的单体，优选为0.0001摩尔％以上、更优选为0.001摩尔％以上、进一步优选为0.01摩尔％以上，且优选为10摩尔％以下、更优选为5摩尔％以下、进一步优选为1摩尔％以下。通过设为该范围内的用量，能够获得具有期望吸水性能的吸水性树脂。另一方面，为该范围外的用量时，有时随着凝胶强度的降低而发生水可溶成分的增加、吸收倍率的降低。
本发明中，添加前述内部交联剂的时机只要是能够使聚合物均匀交联即可，可列举出向聚合前的单体水溶液、聚合中或聚合后的含水凝胶状交联聚合物中添加内部交联剂的方法。其中，优选为将规定量的内部交联剂预先添加至单体水溶液中的方法。
(向单体水溶液中添加的物质)
本发明中，在制作前述单体水溶液时、前述聚合反应和交联反应的期间中、或者前述聚合反应和交联反应之后的任意1处以上，从提高吸水性树脂的物性的观点出发，可以将下述物质添加至单体水溶液中。
作为该物质，具体而言，可列举出淀粉、淀粉衍生物、纤维素、纤维素衍生物、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸(盐)、聚丙烯酸(盐)的交联体等亲水性高分子；碳酸盐、偶氮化合物、各种产生气泡的发泡剂、表面活性剂、螯合剂、链转移剂等化合物。
前述亲水性高分子的添加量相对于前述单体水溶液优选为50质量％以下、更优选为20质量％以下、进一步优选为10质量％以下、特别优选为5质量％以下，且优选为0质量％以上、更优选超过0质量％。另外，前述化合物的添加量相对于前述单体水溶液优选为5质量％以下、更优选为1质量％以下、进一步优选为0.5质量％以下，且优选为0质量％以上、更优选超过0质量％。
作为前述亲水性高分子，若使用水溶性树脂或吸水性树脂，则能够得到接枝聚合物或吸水性树脂组合物、例如淀粉-丙烯酸(盐)共聚物、PVA-丙烯酸(盐)共聚物等。这些接枝聚合物或吸水性树脂组合物也涵盖在本发明所述的聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂的范畴内。
(单体成分的浓度)
通过根据目的而选择各种上述的各物质和各成分(以下有时表述为“单体成分”)，以满足前述范围的方式规定各自的量并相互混合，由此制作单体水溶液。需要说明的是，本发明中，除了将单体制成水溶液之外，也能够制成水与亲水性溶剂的混合溶液。
另外，从吸水性树脂的物性的观点出发，单体成分的总浓度优选为10质量％以上、更优选为20质量％以上、进一步优选为30质量％以上，且优选为80质量％以下、更优选为75质量％以下、进一步优选为70质量％以下。该单体成分的浓度由下述式(1)算出。
单体成分的浓度(质量％)＝〔(单体成分的质量)/(单体水溶液的质量)〕×100…式(1)
需要说明的是，前述式(1)中，“单体水溶液的质量”不包括接枝成分、吸水性树脂、反相悬浮聚合中的疏水性有机溶剂的质量。
[2-2]聚合工序
本工序是i)使单体水溶液聚合而得到含水凝胶状交联聚合物的工序。优选为使通过前述单体水溶液的制备工序而得到的、包含含有丙烯酸(盐)作为主成分的单体和至少1种聚合性内部交联剂的单体水溶液发生聚合，从而得到含水凝胶状交联聚合物(以下有时表述为“含水凝胶”)的工序。
(聚合引发剂)
本发明所使用的聚合引发剂可根据要聚合的单体的种类、聚合条件等，从通常的吸水性树脂的制造中利用的聚合引发剂中选择1种或2种以上来使用。作为聚合引发剂，可列举出例如热分解型引发剂、光分解型引发剂。
作为热分解型引发剂，可例示出过硫酸盐：过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵；过氧化物：过氧化氢、过氧化叔丁基、过氧化甲乙酮；偶氮化合物：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。
作为光分解型引发剂，可例示出苯偶姻衍生物、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。
这些之中，若考虑到成本、残留单体降低能力，则优选为过硫酸盐。另外，也可以通过组合使用会促进前述过硫酸盐或过氧化物等氧化性聚合引发剂的分解的还原剂，将两者加以组合，从而制成氧化还原系引发剂。作为前述还原剂，可列举出例如亚硫酸钠、亚硫酸氢钠等亚硫酸(氢)(盐)、L-抗坏血酸(盐)、亚铁盐等还原性金属(盐)、胺类等。
前述聚合引发剂的用量相对于不包括内部交联剂在内的单体优选为0.001摩尔％以上、更优选为0.01摩尔％以上，且优选为1摩尔％以下、更优选为0.5摩尔％以下、进一步优选为0.1摩尔％以下。另外，前述还原剂的用量相对于不包括内部交联剂在内的单体优选为0.0001摩尔％以上、更优选为0.0005摩尔％以上，且优选为0.02摩尔％以下、更优选为0.015摩尔％以下。通过设为该范围内的用量，能够得到具有期望吸水性能的吸水性树脂。
另外，本发明中，可通过照射辐射线、电子射线、紫外线等活性能量射线来引发前述聚合反应。另外，也可以组合使用活性能量射线的照射和前述聚合引发剂。
(聚合方式)
作为本发明所应用的聚合方式，可列举出水溶液聚合、反相悬浮聚合、喷雾聚合、液滴聚合、本体聚合、沉淀聚合等。其中，从聚合的控制容易性、吸水性树脂的吸水性能的观点出发，优选选择水溶液聚合或反相悬浮聚合，更优选选择水溶液聚合，进一步优选选择连续水溶液聚合。反相悬浮聚合记载于国际公开第2007/004529号、国际公开第2012/023433号等中。另外，连续水溶液聚合能够以高生产率来制造吸水剂或吸水性树脂，可列举出美国专利第4893999号、美国专利第6906159号、美国专利第7091253号、美国专利第7741400号、美国专利第8519212号、日本特开2005-36100号公报等所记载的连续带聚合；美国专利第6987151号等所记载的连续捏合机聚合。
作为前述连续水溶液聚合的优选方式，有高温开始聚合、高浓度聚合、发泡聚合等。该“高温开始聚合”是指将聚合开始时的单体水溶液的温度设为优选为35℃以上、更优选为40℃以上、进一步优选为45℃以上、特别优选为50℃以上，且优选为单体水溶液的沸点以下的聚合方式。另外，“高浓度聚合”是指将聚合开始时的单体浓度设为优选为30质量％以上、更优选为35质量％以上、进一步优选为40质量％以上、特别优选为45质量％以上，且优选为单体水溶液的饱和浓度以下的聚合方式。“发泡聚合”是指将包含发泡剂或气泡的前述单体水溶液进行聚合的聚合方式。需要说明的是，这些聚合方式可分别单独实施，也可以组合使用两种以上来实施。
作为前述发泡聚合中的气泡的分散方法，可列举出：通过溶解度的降低而使溶解于单体水溶液的气体以气泡的形式分散的方法、从外部导入气体而以气泡的形式使其分散的方法、向单体水溶液中添加发泡剂而使其发泡的方法等。另外，可以根据目标的吸水性树脂的物性，适当组合使用前述分散方法来实施。
在前述从外部导入气体时，作为该气体，可列举出氧气、空气、氮气、二氧化碳、臭氧等、这些气体的混合气体。从聚合性、成本的观点出发，优选使用氮气、二氧化碳等非活性气体，更优选使用氮气。
作为可使用的发泡剂，可列举出偶氮化合物、有机或无机的碳酸酯溶液、分散液、粒径为0.1μm以上且1000μm以下的粉末。其中，优选为无机的碳酸酯，具体而言，可使用碳酸钠、碳酸铵、碳酸镁等碳酸盐、碳酸氢盐。
通过将利用发泡聚合而得到的发泡形状的含水凝胶进行凝胶粉碎而容易干燥。另外，通过制成发泡形状的吸水性树脂，能够提高吸水性树脂的吸水速度，并且，在吸收性物品中的固定化也变得容易。是发泡形状可通过基于电子显微镜的颗粒表面的孔、例如直径为1μm以上且100μm以下的孔等来确认。孔在每个吸水性树脂中优选为1个以上、更优选为10个以上，且优选为10000个以下、更优选为1000个以下，能够通过前述发泡聚合来控制。
[2-3]凝胶粉碎工序
本工序是ii)在前述聚合工序i)的过程中和/或前述聚合工序i)之后实施的对含水凝胶状交联聚合物(以下有时表述为“聚合凝胶”)进行粉碎的工序。详细而言，可以在前述聚合工序中将含水凝胶粉碎，也可以在前述聚合工序后将含水凝胶粉碎。即，本工序是对含水凝胶进行凝胶粉碎而得到颗粒状的含水凝胶(以下有时表述为“颗粒状含水凝胶”或“颗粒状聚合凝胶”)的工序。需要说明的是，为了与后述粉碎工序中的“粉碎”加以区分，本工序表述为“凝胶粉碎”。另外，凝胶粉碎的对象不仅是通过前述聚合工序而得到的含水凝胶(聚合凝胶)，只要没有特别记载，则有时包括对干燥后得到的吸水性树脂微粉进行后述再循环而得的“造粒凝胶(微粉造粒凝胶)”。其它工序只要没有特别记载，则也是同样的主旨。
前述凝胶粉碎是指使用捏合机、碎肉机等螺杆挤出机、切碎机(cutter mill)等凝胶粉碎机，将含水凝胶调整至规定大小。
对含水凝胶进行凝胶粉碎时，优选将温水添加至凝胶粉碎机中。这是因为：通过添加温水，从而得到粘合性低、通气性良好的颗粒状含水凝胶，因此容易干燥，故而优选。温水的温度优选为40℃以上、更优选为50℃以上、进一步优选为60℃以上，且优选为100℃以下。
关于凝胶粉碎的实施方式、运转条件等，在本发明中优选应用国际公开第2011/126079号单行本所记载的内容。需要说明的是，在聚合方式为捏合机聚合的情况下，同时实施聚合工序和凝胶粉碎工序。另外，本发明中，通过历经凝胶粉碎工序而能够获得不规则形状的破碎状的吸水性树脂。
另外，本发明的制法更优选在微粉再循环工序中包括如下工序：将取出的微粉与水性液体混合而得到造粒凝胶的造粒工序；在从凝胶粉碎工序结束后起至通过干燥工序而结束干燥为止的至少1个工序中和/或工序之间，向含水凝胶状交联聚合物中添加前述造粒凝胶的造粒凝胶添加工序，且在本发明的凝胶粉碎工序、尤其是本发明的第二方式的凝胶粉碎中，适当控制凝胶粉碎能量。以下述规定的凝胶粉碎能量进行凝胶粉碎而得到的颗粒状含水凝胶即使在利用通气带式干燥机使该颗粒状含水凝胶(聚合凝胶)与造粒凝胶(微粉造粒凝胶)的混合物干燥时进行层叠，该混合物也不易密实地层叠，与使用在通常条件下进行凝胶粉碎而得到的粒状含水凝胶的情况相比，能够在极短时间内进行干燥。进而，该粒状含水凝胶容易与后述造粒凝胶融合，容易均匀干燥。另外，在所得吸水性树脂的物性方面，对于吸水速度、例如国际公开第2009/016055号所公开的FSR、JIS K 7224(1996年度)“高吸水性树脂的吸水速度试验方法”所记载的Vortex，评价提高。
此处，本发明中的“凝胶粉碎能量”是指：对含水凝胶进行凝胶粉碎时，凝胶粉碎装置所需的单位质量、即含水凝胶的每单位质量的机械能量，不包括对夹套进行加热冷却的能量、所投入的水/蒸汽的能量。需要说明的是，“凝胶粉碎能量”由英语表述“Gel GrindingEnergy”简称为“GGE”。在凝胶粉碎装置利用三相交流电进行驱动时，GGE通过下式(1)来算出。
前述“功率因数”和“电动机效率”是根据凝胶粉碎装置的运转条件等而发生变化的装置特有的值，采取0以上且1以下的值。这些数值可通过向装置制造商等咨询等来获知。另外，在凝胶粉碎装置利用单相交流电进行驱动的情况下，GGE可通过将前述式中的“√3”变更为“1”来算出。需要说明的是，电压的单位为[V]、电流的单位为[A]、含水凝胶状交联聚合物的重量(质量)的单位为[g/s]。
前述GGE中的“功率因数”和“电动机效率”采用凝胶粉碎时的值。需要说明的是，有时空转时的电流值也小，空转时的功率因数和电动机效率的值近似性地如前述式那样地定义。前述式(1)中的“1秒钟向凝胶粉碎机中投入的含水凝胶状交联聚合物的质量”[g/s]是指：例如在连续地利用定量进料器供给含水凝胶状交联聚合物的情况下，如果其供给量为[t/hr]，则换算成[g/s]而得的值。其中，前述含水凝胶状交联聚合物有时包含后述再循环的造粒凝胶。
本发明中用于凝胶粉碎的凝胶粉碎能量(GGE)优选为100J/g以下、更优选为80J/g以下、进一步优选为60J/g以下，且优选为20J/g以上、更优选为25J/g以上、进一步优选为30J/g以上。通过将凝胶粉碎能量(1)控制在前述范围内，能够对含水凝胶一边施加适当的剪切/压缩力一边进行凝胶粉碎。
需要说明的是，在捏合机聚合后使用螺杆挤出机、使用多个螺杆挤出机等凝胶粉碎利用多个装置来进行的情况下，将各个装置所消耗的总能量作为凝胶粉碎能量(GGE)。
另外，如上那样地控制凝胶粉碎能量时，通过与前述范围的温水添加组合来进行，能够获得更优异的效果。进而，也可以在通常的凝胶粉碎后，基于前述凝胶粉碎能量来进行凝胶粉碎。
从干燥容易度、所得吸水性树脂的物性的观点出发，通过凝胶粉碎工序而进行了细粒化的颗粒状含水凝胶的粒径优选为0.1mm以上且10mm以下的范围。另外，颗粒状含水凝胶的质均粒径(D50)优选为0.1mm以上，且优选为5mm以下、更优选为2mm以下。进而，在前述本发明的第二方式时，即应用前述凝胶粉碎能量时，颗粒状含水凝胶的质均粒径(D50)优选为0.1mm以上且1.0mm以下。若颗粒状含水凝胶的质均粒径(D50)偏离前述范围，则有时未充分进行干燥。本发明中，向干燥工序iii)中供给的含水凝胶的质均粒径优选在前述范围内，更优选满足前述粒径和前述质均粒径这两者。
作为前述颗粒状含水凝胶的粒度，表示其粒度分布的窄度的对数标准偏差(σζ)优选为0.2以上，且优选为1.5以下、更优选为1.3以下、进一步优选为1.2以下。粒度分布的对数标准偏差(σζ)的值越小，则粒径越均匀，存在能够均匀地使其干燥的优点。然而，为了使该粒度分布的对数标准偏差(σζ)小于0.2，需要凝胶粉碎前的聚合时的粒度控制、凝胶粉碎后的颗粒状含水凝胶的分级等特殊操作，因此，从生产率、成本的观点出发，实质上难以实施。
需要说明的是，为了提高后述吸水性树脂、吸水剂的比表面积，优选使用国际公开第2011/126079号单行本所记载的凝胶粉碎方法。另外，也可以将该凝胶粉碎技术与前述发泡聚合加以组合。
前述颗粒状含水凝胶的质均粒径(D50)、粒度分布的对数标准偏差(σζ)的测定方法通过国际公开第2011/126079号单行本所记载的方法来进行。
另外，为了均匀且有效的干燥，颗粒状含水凝胶的含水率优选为30质量％以上、更优选为45质量％以上，且优选为70质量％以下、更优选为55质量％以下。
[2-4]干燥工序
本工序是iii)将已粉碎的含水凝胶状交联聚合物干燥的工序，详细而言，是使前述颗粒状含水凝胶、或者在向颗粒状含水凝胶中进一步添加造粒凝胶(微粉造粒凝胶)的情况下为造粒凝胶和颗粒状含水凝胶这两者干燥至期望固体成分而得到干燥聚合物的工序。该固体成分、即从该凝胶100质量％减去含水率而得的值优选为80质量％以上、更优选为85质量％以上、进一步优选为90质量％以上、特别优选为92质量％以上，且优选为99质量％以下、进一步优选为98质量％以下、特别优选为97质量％以下。通过将干燥聚合物的固体成分设为前述范围内，能够有效地实施粉碎、分级、表面交联。然而，在本干燥工序中尤其是使用通气带式干燥机等的静置干燥时，干燥聚合物因干燥时的聚集而容易形成块状干燥物，进而，在块状干燥物的上下、中央/端部，有时含水率不同，但适当地从各个位置获取干燥聚合物，并根据需要在破碎后测定含水率并平均即可。需要说明的是，本发明中，作为添加前述造粒凝胶的时期，规定了“至通过前述干燥工序iii)而结束干燥为止”，但此处提及的“结束干燥”是指干燥至可看成干燥聚合物的程度的状态，具体是指固体成分到达80质量％的状态，与干燥工序的结束并无关系。换言之，可以在结束干燥的时刻、即固体成分达到80质量％后，进一步继续进行干燥工序直至前述优选的固体成分的范围为止。
本发明中，低于前述规定固体成分的干燥聚合物有时称为未干燥物。需要说明的是，干燥工序中的“被干燥物”或“颗粒状含水凝胶”有时包括颗粒状含水凝胶和造粒凝胶这两者。另外，本发明的干燥工序尤其在包含颗粒状含水凝胶(聚合凝胶)和造粒凝胶(微粉造粒凝胶)这两者时是更有效的条件。需要说明的是，在其它工序中，有时也同样地在含水凝胶及其处理物中包含造粒凝胶及其处理物。如上述那样，造粒凝胶(微粉造粒)和颗粒状含水凝胶(聚合凝胶)的性状、干燥效率不同，因此难以一同干燥，但本发明也可解决该问题。
干燥工序中的干燥方法可列举出例如加热干燥、热风干燥、减压干燥、流动层干燥、红外线干燥、微波干燥、基于与疏水性有机溶剂的共沸脱水的干燥、利用高温水蒸气的高湿干燥、一边使被干燥物移动一边使其干燥的搅拌干燥等。其中，从干燥效率的观点出发，优选为搅拌干燥和热风干燥。作为搅拌干燥，优选在桨式干燥器或转鼓式干燥机等搅拌干燥机中进行。另外，热风干燥优选通过在通气带上进行热风干燥的通气带式干燥机来进行。通过使用通气带式干燥机，能够防止干燥聚合物、干燥过程中的颗粒状含水凝胶等被干燥物的由物理破损或摩擦导致的微粉的产生等，且进行有效的干燥。
从降低对被干燥物造成的机械损伤的观点出发，搅拌干燥优选转鼓式干燥机。从降低热损伤和机械损伤的观点出发，更优选的是：在直接导热中为通气加热式、在间接导热中具有选自外壁加热式和管状加热式中的1种或2种以上加热手段的转鼓式干燥机。另外，仅通过通气加热式来加热的情况下，例如，有时发生由通气导致的干燥物飞散、产生大量废气等问题。因而，优选在间接导热中选自外壁加热式和管状加热式中的1种或2种以上的加热手段。
进而，管状加热式通过使用多个加热管而能够增大干燥机内部的导热面积，因此能够实现有效的干燥，故而更优选。作为这种转鼓式干燥机，可列举出带有加热管的转鼓式干燥机。
只要不损害本发明的目的，则前述转鼓式干燥机可以具备使内容物流动的其它流动手段。作为该其它流动手段的例子，可列举出在旋转容器内表面设置的挡板、搅拌叶片等。
若考虑到干燥效率，则本发明中的干燥温度、即热风温度优选为120℃以上、更优选为130℃以上、进一步优选为150℃以上，且优选为250℃以下、更优选为230℃以下、进一步优选为200℃以下。另外，干燥时间优选为10分钟以上、更优选为20分钟以上、进一步优选为30分钟以上，且优选为2小时以下、更优选为1.5小时以下、进一步优选为1小时以下。通过设为该范围内的干燥温度和干燥时间，能够使所得吸水性树脂的物性为期望的范围。需要说明的是，针对其它干燥条件，根据供于干燥的颗粒状含水凝胶、造粒凝胶的含水率、总质量和目标固体成分来适当设定即可，进行带干燥时，适当应用国际公开第2006/100300号单行本、国际公开第2011/025012号单行本、同第2011/025013号单行本、国际公开第2011/111657号单行本等所记载的各条件。
(通气带式干燥机)
利用通气带式干燥机对被干燥物进行干燥时，以在带式干燥机的带上呈现层状(以下有时称为“凝胶层”)的方式连续供给被干燥物，进行热风干燥。该干燥机的带的宽度优选为0.5m以上、更优选为1m以上，且优选为10m以下、更优选为5m以下。带的长度优选为20m以上、更优选为40m以上，且优选为100m以下、更优选为50m以下。
被干燥物在带上的移动速度根据带宽、带长、生产量、干燥时间等来适当设定即可，从带驱动装置的负荷、耐久性等观点出发，优选为0.3m/min以上、更优选为0.5m/min以上、进一步优选为0.7m/min以上，且优选为5m/min以下、更优选为2.5m/min以下、进一步优选为2m/min以下、特别优选为1.5m/min以下。
散布在通气带式干燥机上的被干燥物的凝胶层的平均厚度优选为3cm以上、更优选为5cm以上、进一步优选为8cm以上，且优选为30cm以下、更优选为20cm以下、进一步优选为15cm以下。为了在前述条件下有效地获得前述固体成分，理想的是使凝胶层的厚度达到前述范围。另一方面，若凝胶层变得过厚，则未干燥物的残留、不均匀的干燥变得容易，因此，即使进行前述规定的干燥工序，有时不满足前述优选固体成分的干燥聚合物的比例也会变多。
另外，本发明中，通气带式干燥机的由下述式求出的厚度变化率优选为1.05以上、更优选为1.1以上，且优选为3以下、更优选为2.5以下、进一步优选为2以下。与带上的凝胶层的厚度在宽度方向上均匀相比，使厚度在宽度方向上发生变化地在通气带上干燥时，能够实现更均匀的干燥，故而优选。凝胶层的厚度变化率是相对于带前进方向在铅直方向的截面的厚度，是在通气带的前进方向的规定区间中测得的宽度方向的聚合凝胶的厚度。即，本发明的凝胶层的厚度是在通气带上开始干燥之前的厚度，换言之，是至被干燥物的固体成分浓度上升为止的被干燥物的厚度。需要说明的是，“至固体成分浓度上升为止”是指：相对于干燥前的被干燥物的固体成分浓度，至固体成分浓度优选上升1质量％为止、更优选上升0.5质量％为止、进一步优选上升超过0质量％为止。
厚度变化率＝(被干燥物的宽度方向的最大厚度/平均厚度)
需要说明的是，本发明中，仅满足前述凝胶层的厚度和前述厚度变化率中的一者也是优选的实施方式，但满足两者是更优选的实施方式。
本发明中，优选对散布在通气带式干燥机上的被干燥物进一步进行厚度控制操作。通过进行厚度控制操作，并优选满足前述凝胶层的厚度，更优选满足前述厚度变化率，进一步优选满足凝胶层的厚度和厚度变化率，能够进一步抑制由粗大聚集物等引起的干燥不良。厚度控制操作只要能够调整带上的被干燥物的厚度就没有特别限定，可例示出耙子(手把)、旋转式平整机等。
[2-5]粉碎工序、分级工序
粉碎工序是iv)将干燥后的聚合物粉碎的工序，分级工序是v)从已粉碎的聚合物中去除微粉的分级工序。详细而言，是将历经前述干燥工序而得到的干燥聚合物在粉碎工序中粉碎，并在分级工序中调整至期望范围的粒度而得到吸水性树脂的工序。通过历经干燥后的粉碎工序，能够获得不规则形状的破碎状的吸水性树脂。
作为前述粉碎工序中使用的粉碎机，可列举出辊磨机、锤磨机、螺杆磨机、销磨机等高速旋转式粉碎机；振动磨机、转向节(knuckle)类型粉碎机、圆筒型混合器等。其中，从粉碎效率的观点出发，优选选择辊磨机。另外，也可以组合使用这些粉碎机中的多种。
作为前述分级工序中的粒度调整方法，可列举出使用了JIS标准筛(JIS Z8801-1(2000))的筛分级、气流分级等。其中，从分级效率的观点出发，优选选择筛分级。需要说明的是，从粉碎容易度的观点出发，可以附加地在粉碎工序之前进行分级工序。
吸水性树脂的粒度分布的质均粒径(D50)优选为300μm以上且600μm以下，小于150μm的颗粒的比例为5质量％以下。质均粒径(D50)的上限更优选为500μm以下、进一步优选为450μm以下、特别优选为400μm以下。另外，小于150μm的颗粒的比例更优选为4质量％以下、进一步优选为3质量％以下、特别优选为2质量％以下。另外，表示粒度分布的窄度的对数标准偏差(σζ)优选为0.20以下、更优选为0.25以下、进一步优选为0.27以上，且优选为0.50以下、更优选为0.40以下、进一步优选为0.35以下。粒度分布的对数标准偏差(σζ)的值越小，则粒径越均匀，存在颗粒的偏析变少的优点。优选满足质均粒径(D50)和小于150μm的颗粒的比例，更优选满足质均粒径(D50)、小于150μm的颗粒的比例和对数标准偏差，可以在前述的各范围内适当组合。
上述粒度不仅可应用于粉碎工序和分级工序后的吸水性树脂，也可以应用于作为最终制品的吸水剂。因此，进行表面交联时，优选以维持利用表面交联前的吸水性树脂进行了调整的前述范围的粒度的方式利用表面交联工序进行表面交联处理，更优选在表面交联工序及之后设置整粒工序进行粒度调整。
[2-6]表面交联工序
本工序是根据需要在历经上述各工序而得到的表面交联前的吸水性树脂的表面层进一步设置交联密度高的部分的工序，呈现包括混合工序、热处理工序、冷却工序等的构成。在该表面交联工序中，在表面交联前的吸水性树脂的表面发生自由基交联、表面聚合、与表面交联剂的交联反应等，得到经表面交联的吸水性树脂。
[2-6-1]混合工序
本工序是通过将包含表面交联剂的溶液(以下表述为“表面交联剂溶液”)在混合装置内与表面交联前的吸水性树脂混合而得到加湿混合物的工序。
(表面交联剂)
本发明中，在表面交联时使用表面交联剂。作为该表面交联剂，具体而言，可列举出美国专利第7183456号中记载的表面交联剂。考虑反应性等而从这些表面交联剂中选择至少1种表面交联剂。另外，从表面交联剂的处理性、吸水性树脂的吸水性能等观点出发，优选选择作为具有两个以上与羧基发生反应的官能团的表面交联剂、且可形成共价键的有机化合物。
作为前述表面交联剂，更具体而言，可列举出乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、1,3-丙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、1,5-戊二醇、1,4-戊二醇、1,3-戊二醇、1,2-戊二醇、2,3-戊二醇、2,4-戊二醇、二丙二醇、聚丙二醇、甘油、聚甘油、1,6-己二醇、1,5-己二醇、1,4-己二醇、1,3-己二醇、1,2-己二醇、2,3-己二醇、2,4-己二醇、二乙醇胺、三乙醇胺等多元醇化合物；乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、聚烯丙胺、聚乙烯亚胺等多元胺化合物；卤代环氧化合物、多元胺化合物与卤代环氧化合物的缩合物、1,2-乙烯双噁唑啉等噁唑啉化合物；噁唑啉酮化合物、1,3-二氧戊环-2-酮(碳酸亚乙酯)、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-羟基甲基-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、1,3-二氧戊环-2-酮等碳酸亚烷基酯化合物；乙二醇二缩水甘油醚、聚乙烯二缩水甘油醚、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、缩水甘油等多元缩水甘油基化合物；氧杂环丁烷化合物、乙烯基醚化合物、环状脲化合物等。
前述表面交联剂的用量、进而使用多种时其总量相对于表面交联前的吸水性树脂100质量份优选为0.01质量份以上，且优选为10质量份以下、更优选为5质量份以下、进一步优选为2质量份以下。通过将表面交联剂的用量设为该范围内，能够在表面交联前的吸水性树脂的表面层形成最佳的交联结构，能够获得高物性的吸水性树脂。
前述表面交联剂优选以水溶液的形式添加至表面交联前的吸水性树脂中。此时，水的用量相对于表面交联前的吸水性树脂100质量份优选为0.1质量份以上、更优选为0.3质量份以上、进一步优选为0.5质量份以上，且优选为20质量份以下、更优选为15质量份以下、进一步优选为10质量份以下。通过将水的用量设为该范围内，表面交联剂溶液的处理性提高，能够对于表面交联前的吸水性树脂均匀地混合表面交联剂。
另外，也可以根据需要将亲水性有机溶剂与前述水组合使用，制成前述表面交联剂溶液。此时，亲水性有机溶剂的用量相对于表面交联前的吸水性树脂100质量份优选为5质量份以下、更优选为3质量份以下、进一步优选为1质量份以下。作为该亲水性有机溶剂，具体而言，可列举出甲醇等低级醇类；丙酮等酮类；二噁烷等醚类；N,N-二甲基甲酰胺等酰胺类；二甲基亚砜等亚砜类；乙二醇等多元醇类等。然而，这些亲水性有机溶剂的使用有可能成为本发明的问题、即溶胀凝胶的不适异味的原因，因此，即使使用时也优选尽可能限制至较少的用量。
另外，也可以将下述“[2-7]添加剂及其添加工序”中添加的各种添加剂在5质量份以下的范围内添加至前述表面交联剂溶液中，或者在混合工序中另行添加。
(混合方法、混合条件)
前述表面交联前的吸水性树脂与前述表面交联剂溶液的混合可选择如下方法：预先制作表面交联剂溶液，对于表面交联前的吸水性树脂，优选喷雾或滴加该溶液，更优选喷雾混合该溶液。
进行前述混合的混合装置优选具有将表面交联前的吸水性树脂与表面交联剂均匀且可靠地混合所需的转矩。该混合装置优选为高速搅拌型混合机，更优选为高速搅拌型连续混合机。需要说明的是，该高速搅拌型混合机的转速优选为100rpm以上、更优选为300rpm以上，且优选为10000rpm以下、更优选为2000rpm以下。
从与表面交联剂溶液的混合性、加湿混合物的聚集性的观点出发，向本工序供给的表面交联前的吸水性树脂的温度优选为35℃以上，且优选为80℃以下、更优选为70℃以下、进一步优选为60℃以下。另外，混合时间优选为1秒钟以上、更优选为5秒钟以上，且优选为1小时以下、更优选为10分钟以下。
[2-6-2]热处理工序
本工序是对前述混合工序中得到的加湿混合物施加热而在表面交联前的吸水性树脂的表面上发生交联反应的工序。
前述加湿混合物的热处理中，可以将该加湿混合物在静置状态下进行加热，也可以使用搅拌等动力在流动状态下进行加热，从能够将加湿混合物整体均匀加热的观点出发，优选在搅拌下加热。从前述观点出发，进行前述热处理的热处理装置可列举出桨式干燥器、多翅片处理器(Multi-fin processor)、塔式干燥器等。
从表面交联剂的种类和量、以及吸水性树脂的吸水性能等观点出发，本工序中的加热温度优选为150℃以上、更优选为170℃以上、进一步优选为180℃以上，且优选为250℃以下、更优选为230℃以下。另外，加热时间优选为至少5分钟、更优选为至少7分钟。通过将加热温度和加热时间控制在前述范围内，所得吸水性树脂的吸水性能提高，故而优选。
[2-6-3]冷却工序
本工序是在前述热处理工序后根据需要而设置的任意工序。本工序是将结束前述热处理工序后的高温的吸水性树脂强制冷却至规定温度为止，从而使表面交联反应快速结束的工序。
前述吸水性树脂的冷却可以在静置状态下进行冷却，也可以使用搅拌等动力在流动状态下进行冷却，从能够将吸水性树脂整体均匀冷却的观点出发，优选在搅拌下进行冷却。从前述观点出发，进行前述冷却的冷却装置可列举出桨式干燥器、多翅片处理器、塔式干燥器等。需要说明的是，这些冷却装置也可以与热处理工序中使用的热处理装置为相同规格。这是因为：通过将热处理装置的热介质变更为制冷剂，可以用作冷却装置。
本工序中的冷却温度根据热处理工序中的加热温度、吸水性树脂的吸水性能等来适当设定即可，优选为40℃以上、更优选为50℃以上，且优选为100℃以下、更优选为90℃以下、进一步优选为70℃以下。
[2-7]添加剂及其添加工序
[2-7-1]表面改性剂
表面改性剂是出于对吸水性树脂的颗粒表面进行改性的目的而添加的添加剂，具体而言，可列举出通液性改善剂、吸湿下的抗结块(Anti-Caking)剂、粉体的流动控制剂、吸水性树脂的粘结剂等。尤其是，从提高通液性的观点出发，可使用选自由多价金属盐、阳离子性聚合物、无机微粒组成的组中的至少1种化合物，可根据需要而组合使用2种以上。前述表面改性剂的添加量根据所选择的化合物来适当设定。出于对吸水性树脂的颗粒表面进行改性的目的，表面改性剂的添加工序优选在聚合工序及之后、更优选在干燥工序及之后、进一步优选在表面交联工序及之后进行。另外，表面改性剂的添加可以在任意1个以上的工序中进行。
(多价金属盐)
使用多价金属盐时，多价金属盐的多价金属阳离子优选为2价以上、更优选为2价以上且4价以下、进一步优选为3价或4价。另外，作为可使用的多价金属，可列举出铝、锆等。因此，作为能够在本工序中使用的多价金属盐，可列举出乳酸铝、乳酸锆、硫酸铝、硫酸锆等。其中，从提高SFC的效果的观点出发，更优选为乳酸铝或硫酸铝，进一步优选为硫酸铝。
作为前述多价金属盐的添加量，相对于吸水性树脂1g，优选为0摩尔以上，且优选小于3.6×10-5摩尔、更优选小于1.4×10-5摩尔、进一步优选小于1.0×10-5摩尔。
进而，在包含前述多价金属的溶液中，作为调整多价金属在吸水性树脂内的浸透性的制剂，可以进一步包含氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、乙酸钠、乳酸钠等1价金属化合物。
(阳离子性聚合物)
使用阳离子性聚合物时，作为阳离子性聚合物，可列举出美国专利第7098284号所记载的物质。其中，从提高通液性的观点出发，更优选为乙烯胺聚合物。另外，阳离子性聚合物的质均分子量优选为5000以上且1000000以下。
前述阳离子性聚合物以相对于吸水性树脂100质量份优选为0质量份以上、更优选超过0质量份且优选小于2.5质量份、更优选小于2.0质量份、进一步优选小于1.0质量份的方式进行添加即可。
(无机微粒)
使用无机微粒时，作为无机微粒，可列举出美国专利第7638570号所记载的物质。其中，从提高通液性的观点出发，优选为二氧化硅。
前述无机微粒的一次粒径小于20nm时，以相对于吸水性树脂100质量份优选为0质量份以上、更优选超过0质量份且优选小于1.2质量份、更优选小于1.0质量份、进一步优选小于0.5质量份的方式来添加即可。另外，一次粒径为20nm以上时，以相对于吸水性树脂100质量份优选为0质量份以上、更优选超过0质量份且优选小于2.0质量份、更优选小于1.5质量份、进一步优选小于1.0质量份的方式添加即可。
[2-7-2]其它添加剂
作为其它添加剂，可列举出螯合剂、还原剂、羟基羧酸化合物、表面活性剂、具有磷原子的化合物、氧化剂、金属皂等有机粉末；除臭剂、抗菌剂、纸浆、热塑性纤维、萜烯系芳香性化合物、酚系芳香性化合物等芳香性物质等，可以使用这些中的1种或2种以上。作为其它添加剂，优选为螯合剂、更优选为氨基多元羧酸或氨基多元磷酸，代表而言，可列举出日本特开平11-060975号公报、国际公开第2007/004529号单行本、国际公开第2011/126079号单行本、国际公开第2012/023433号单行本、日本特表2009-509722号公报、日本特开2005-097519号公报、日本特开2011-074401号公报、日本特开2013-076073号公报、日本特开2013-213083号公报、日本特开昭59-105448号公报、日本特开昭60-158861号公报、日本特开平11-241030号公报、日本特开平2-41155号公报等所记载的螯合剂。
其它添加剂、优选螯合剂相对于单体或吸水性树脂，优选以0.001质量％以上且1质量％以下的范围添加或含有。
前述添加剂可以在选自上述的各工序、即单体水溶液的制备工序、聚合工序、凝胶粉碎工序、干燥工序、粉碎工序、分级工序、表面交联工序中的至少1个工序的前后或该工序的过程中添加。优选在聚合工序及之后的任意工序的前后或该工序的过程中添加。
[2-7-3]添加剂的添加工序
在将添加剂添加至吸水性树脂中的情况下，该添加剂为液体或水等水性介质的溶液时，优选对吸水性树脂喷雾该液体或溶液，并施加充分的转矩而将吸水性树脂与添加剂均匀且可靠地混合。另一方面，在前述添加剂为粉状等的固体的情况下，可以与吸水性树脂进行干混，也可以将水等水性液体用作粘结剂。
作为前述混合所使用的装置，具体而言，可列举出搅拌型混合机、圆筒型混合机、双重壁圆锥型混合机、V字型混合机、螺带型混合机、螺杆型混合机、流动型转盘型混合机、气流型混合机、双臂型捏合机、内部混合机、粉碎型捏合机、旋转式混合机、螺杆型挤出机等。需要说明的是，在使用搅拌型混合机的情况下，其转速优选为5rpm以上、更优选为10rpm以上，且优选为10000rpm以下、更优选为2000rpm以下。
[2-8]整粒工序
本发明中，除了上述工序之外，可根据需要而实施整粒工序。整粒工序是指将历经前述表面交联工序而得到的表面交联后的吸水性树脂调整至期望范围的粒度而得到处于能够作为最终制品进行出货的状态的吸水性树脂、即吸水剂的工序。其中，在表面交联工序前没有粉碎工序和分级工序的情况下，将表面交联工序后的后述操作设为粉碎工序、分级工序。整粒工序中的粒度调整方法可以采用与前述分级工序相同的调整方法。进而，在前述表面交联工序、表面改性剂的添加工序中吸水性树脂发生聚集的情况下，也可以进行解碎、例如轻微的粉碎。另外，粒度调整后的粒度分布也可根据用途来适当调整，优选程度与前述分级工序相同。因此，以满足期望的质均粒径(D50)、该质均粒径(D50)的比例和对数标准偏差等的方式利用筛等进行分级等即可。
[2-9]微粉再循环工序
微粉再循环工序vi)是将历经聚合工序和干燥工序并进一步通过前述分级工序v)而去除的微粉(吸水性树脂的微粉)再循环至前述干燥工序iii)的干燥结束以前的工序。此处，干燥结束是指干燥至固体成分为80质量％为止。要再循环的微粉优选为通过前述分级工序、更优选为通过前述分级工序和前述整粒工序等而被去除的微粉。需要说明的是，没必要再循环至与能够获得微粉的吸水性树脂的制造工序严格相同的吸水性树脂的制造工序，也可以在不损害本发明主旨的程度下再循环至不同的其它吸水性树脂的制造工序。例如，可以将在某个生产线中产生的微粉再循环于相邻的生产线，也可以在同一生产线中从去除微粉起至再循环为止变更聚合条件等。
本发明的第一方式中理想的是，前述微粉再循环工序中包括如下工序：
造粒工序vi-1)，将前述取出的微粉与水性液体混合而得到造粒凝胶；
造粒凝胶添加工序vi-2)，在直至通过前述干燥工序iii)而结束干燥为止的前述工序i)～iii)中的至少1个工序中和/或工序之间，向含水凝胶状交联聚合物中添加前述造粒凝胶；
凝胶混合工序vi-3)，在从前述造粒凝胶添加工序起至通过干燥工序iii)而结束干燥为止的至少1个工序中和/或工序之间，将含水凝胶状交联聚合物与前述添加的造粒凝胶进行机械混合，在后述造粒凝胶添加工序中，造粒凝胶的固体成分为规定量，造粒凝胶和含水凝胶的温度在规定范围内。
[2-9-1]造粒工序
造粒工序是vi-1)将前述去除的微粉与水性液体混合而得到造粒凝胶的工序。造粒凝胶是指利用光学显微镜进行观察时各种颗粒集结多个并聚集或融合而形成大颗粒状的凝胶，优选具有不会因分级操作、搬运操作而损坏的程度的强度。
(微粉)
本发明将在吸水性树脂的制造中得到的全部微粉作为对象，但优选向通过前述分级工序、更优选向通过前述分级工序和前述整粒工序而去除的微粉中添加水性液体，并进行造粒。从分级工序中去除的微粉与从整粒工序中去除的微粉的混合比率(质量比)优选为99:1～50:50、更优选为98:2～60:40、进一步优选为95:5～70:30。通过整粒工序而去除的微粉历经了表面交联工序、根据情况在表面交联工序的基础上还历经了[2-7-1]表面改性剂所记载的表面改性剂的添加工序，因此，若在造粒工序中以规定的比率来包含，则造粒凝胶的聚集性降低，是有利的。进而，在本发明中，例如可以将利用各制造工序中的后置过滤器等而去除的微粉用于造粒，另外，也可以将通过各个工序而去除掉的微粉、通过其它制造过程(其它制造装置)而去除掉的微粉混合使用。另外，微粉可以与一同干燥的含水凝胶的组成相同，也可以为不同的组成，优选使用源自一同干燥的含水凝胶的相同组成的微粉。
作为造粒所使用的微粉的尺寸，优选小于吸水性树脂的最终制品尺寸。例如，微粉的通过JIS标准筛分级而规定的质均粒径(D50)优选为150μm以下、更优选为106μm以下。微粉的下限优选为38μm以上、更优选为45μm以上。本工序中，以微粉作为对象，但即使是超过最终制品尺寸的聚集物，也可以适当粉碎并以微粉的形式用于造粒。理想的是，优选包含优选为50质量％以上、更优选为70质量％以上、进一步优选为90质量％以上，且优选为100质量％以下的具有通过JIS标准筛分级而规定的小于150μm的粒径的颗粒。另外，作为微粉的形状，从造粒强度的方面出发，与通过反相悬浮聚合而得到的球形相比，优选为通过水溶液聚合而得到的不规则形状。另外，如上所述，前述微粉可以在吸水性树脂的制造中在通常进行的表面交联工序后去除，也可以在表面交联工序前去除，还可以是它们的混合物。
向前述微粉中、优选向以规定比率混合有前述微粉(表面交联前的微粉和表面交联后的微粉)的微粉混合物中添加水性液体，得到造粒凝胶(微粉造粒凝胶)。造粒凝胶使用由前述单独工序或多个工序得到的具有各种粒径的微粉。造粒凝胶的数均粒径优选为0.15mm以上、更优选为0.2mm以上、进一步优选为0.3mm以上，且优选为20mm以下、更优选为5mm以下、进一步优选为2mm以下。需要说明的是，造粒凝胶的数均粒径是测定随机选择的10个以上且100个以下的造粒凝胶的粒径而得的。在造粒凝胶发生了聚集的情况下，分解成各个颗粒后进行测定。在造粒工序中通过前述微粉与前述水性液体的混合而得到超过前述范围的巨大凝胶状物时，优选通过粉碎或筛等分级手段来去除该巨大的凝胶状物。此外，所去除的该巨大的凝胶状物可根据需要进行干燥、粉碎并再循环。
与水性液体混合时的微粉的温度优选为40℃以上、优选为50℃以上、更优选为60℃以上，且优选为120℃以下、更优选为100℃以下、进一步优选为90℃以下。通过提高微粉的温度，微粉和水性液体的混合性提高，容易获得期望的造粒凝胶。另一方面，若过度提高微粉的温度，则加热成本变高。微粉的温度可根据需要通过基于热风等的来自外部的加热、干燥工序中的加热后的保温或者室温的空气吹附等所实现的冷却来适当调节。优选将微粉在具备蒸汽伴热(steam tracing)等的加热手段的容器中进行加热或保温。
(水性液体)
作为与微粉混合所使用的水性液体，具体而言，可列举出水；包含甲醇、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；二甲基亚砜等亚砜类等的水溶液等。从物性、造粒强度的方面出发，优选90质量％以上、更优选99质量％以上、且优选100质量％以下的范围内为水，特别优选仅由水构成。另外，前述水性液体中，在不损害本发明效果的范围内，也可以含有少量的交联剂、螯合剂、表面活性剂、聚合引发剂、氧化剂、还原剂等其它添加剂。添加剂可以添加1种或2种以上，添加2种以上时的差别不计。例如，通过使用添加有在聚合工序中记载的聚合引发剂、还原剂的水性液体，能够减少造粒凝胶和含水凝胶的残留单体。优选的聚合引发剂为过硫酸盐，优选的还原剂为亚硫酸(氢)(盐)。例如，通过使用添加有氧化剂的水性液体，有时在将造粒凝胶干燥时能够抑制吸水倍率等物性的降低。优选的氧化剂为选自亚氯酸盐、次氯酸盐、过氧化物中的至少1种氧化剂，更优选为过氧化氢。例如，通过使用添加有表面活性剂的水性液体，能够使造粒凝胶含有表面活性剂、高分子分散剂，能够有效地抑制该造粒凝胶彼此的聚集。
作为表面活性剂，可例示出阴离子性表面活性剂、非离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂、两性表面活性剂等表面活性剂，进而，可例示出非高分子表面活性剂。
作为前述阴离子性表面活性剂，具体而言，可列举出混合脂肪酸钠皂、半固化牛油脂肪酸钠皂、硬脂酸钠皂、油酸钾皂、蓖麻油钾皂等脂肪酸盐；月桂基硫酸钠、高级醇硫酸钠、月桂基硫酸三乙醇胺等烷基硫酸酯盐；十二烷基苯磺酸钠等烷基苯磺酸盐；烷基萘磺酸钠等烷基萘磺酸盐；二烷基磺基琥珀酸钠等烷基磺基琥珀酸盐；烷基二苯基醚二磺酸钠等烷基二苯基醚二磺酸盐；烷基磷酸钾等烷基磷酸盐；聚氧乙烯月桂基醚硫酸钠、聚氧乙烯烷基醚硫酸钠、聚氧乙烯烷基醚硫酸三乙醇胺、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸钠等聚氧乙烯烷基(或烷基烯丙基)硫酸酯盐；特殊反应型阴离子表面活性剂；特殊羧酸型表面活性剂；β-萘磺酸甲醛缩合物的钠盐、特殊芳香族磺酸甲醛缩合物的钠盐等萘磺酸甲醛缩合物；特殊聚羧酸型高分子表面活性剂；聚氧乙烯烷基磷酸酯等。
作为前述非离子性表面活性剂，具体而言，可列举出聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙二醇-聚丙二醇嵌段共聚物等聚烯烃氧化物；聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯鲸蜡基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯油烯基醚、聚氧乙烯高级醇醚等聚氧乙烯烷基醚；聚氧乙烯壬基苯基醚等聚氧乙烯烷基芳基醚；聚氧乙烯衍生物；脱水山梨糖醇单月桂酸酯、脱水山梨糖醇单棕榈酸酯、脱水山梨糖醇单硬脂酸酯、脱水山梨糖醇三硬脂酸酯、脱水山梨糖醇单油酸酯、脱水山梨糖醇三油酸酯、脱水山梨糖醇倍半油酸酯、脱水山梨糖醇二硬脂酸酯等脱水山梨糖醇脂肪酸酯；聚氧乙烯脱水山梨糖醇单月桂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇单棕榈酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇单油酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇三油酸酯等聚氧乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯；四油酸聚氧乙烯山梨醇酯等聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯；甘油单硬脂酸酯、甘油单油酸酯、自乳化型甘油单硬脂酸酯等甘油脂肪酸酯；聚乙二醇单月桂酸酯、聚乙二醇单硬脂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、聚乙二醇单油酸酯等聚氧乙烯脂肪酸酯；聚氧乙烯烷基胺；聚氧乙烯氢化蓖麻油；烷基烷醇酰胺等。
作为前述阳离子性表面活性剂和前述两性表面活性剂，具体而言，可列举出椰油胺乙酸酯、硬脂胺乙酸酯等烷基胺盐；月桂基三甲基氯化铵、硬脂基三甲基氯化铵、鲸蜡基三甲基氯化铵、二硬脂基二甲基氯化铵、烷基苄基二甲基氯化铵等季铵盐；月桂基甜菜碱、硬脂基甜菜碱、月桂基羧甲基羟基乙基咪唑啉鎓甜菜碱等烷基甜菜碱；月桂基二甲基氧化胺等氧化胺等。
在前述表面活性剂的基础上，也可以进一步使用氟系表面活性剂、硅氧烷系表面活性剂。
另外，也可以使用高分子分散剂。此处，作为高分子润滑剂的具体例，可列举出马来酸酐改性聚乙烯、马来酸酐改性聚丙烯、马来酸酐改性乙烯-丙烯共聚物、马来酸酐改性乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、马来酸酐改性聚丁二烯、马来酸酐-乙烯共聚物、马来酸酐丙烯共聚物、马来酸酐-乙烯-丙烯共聚物、马来酸酐-丁二烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、氧化型聚乙烯、氧化型聚丙烯、氧化型乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、聚乙二醇之类的聚环氧烷烃等。这些重均分子量优选在200～200万、更优选在400～100万的范围内适当选择。
前述水性液体中的表面活性剂等添加剂的总含量相对于微粉优选为0.0001质量％以上且优选为0.5质量％以下。若小于0.0001质量％，则有时得不到抑制造粒凝胶的聚集等通过添加剂而带来的期望效果，另一方面，若过量添加，则有时对最终的吸水性树脂的物性造成不良影响。
需要说明的是，在微粉中含有上述交联剂、螯合剂、表面活性剂、聚合引发剂、氧化剂、还原剂等添加剂的情况下，也可以不特意向水性液体中添加添加剂，或者，仅添加不足的量的添加剂即可。特别优选在微粉中包含在添加剂的添加工序一项中记载的螯合剂、表面活性剂、氧化剂、还原剂等。
使用表面活性剂等添加剂时，造粒凝胶的表面张力有时降低，若表面张力变得过低，则用作制品时吸水性树脂所吸收的液体的回流量增加等，有时对物性造成不良影响。因此，优选的是：即使对造粒凝胶进行再循环，也以物性不发生变动的方式控制造粒凝胶的表面张力。利用0.9质量％氯化钠水溶液，从与含有表面活性剂的微粉或水性液体混合得到的造粒凝胶中提取的提取液(以下称为“提取液”)的表面张力优选为65mN/m以上、更优选为68mN/m以上、进一步优选为70mN/m以上。造粒凝胶的表面张力可根据微粉的量、造粒凝胶的物性、制造条件来适当控制表面活性剂的种类、添加量。例如，通过使用多种表面活性剂的有无、含量不同的水性液体而可以调整造粒凝胶的表面张力。优选在选自前述聚合工序、前述凝胶粉碎工序、前述干燥工序、前述粉碎工序、前述分级工序中的1种工序之前、过程中或之后添加表面活性剂，和/或，在前述造粒工序中使水性液体含有表面活性剂，从将前述微粉与前述水性液体混合而得到的造粒凝胶中提取的提取液具有前述表面张力。
另外，添加多次水性液体时，为了通过第一次的水性液体添加而得到造粒强度强的造粒凝胶，优选的是：以从将第一次添加的水性液体与微粉混合而得到的造粒凝胶中提取的提取液的表面张力优选达到70mN/m以上的方式，添加不含表面活性剂或含有少量表面活性剂的水性液体，另外，关于第二次及之后的水性液体添加，以通过第一次添加水性液体而得到的造粒凝胶不会形成大聚集物的方式，使得在第二次及之后添加的水性液体之中的至少1次含有表面活性剂，且从添加该含有表面活性剂的水性液体而得到的造粒凝胶中提取出的提取液的表面张力达到60mN/m以上。通过前述第一次混合而得到的造粒凝胶的提取液的表面张力和通过前述第一次混合而得到的造粒凝胶的提取液的表面张力的适合范围更优选为71mN/m以上。优选以从所得造粒凝胶中提取的提取液的表面张力优选达到前述范围的方式适当添加表面活性剂。水性液体优选在前述造粒工序中多次添加。
需要说明的是，造粒凝胶的表面张力是对利用0.9质量％氯化钠水溶液从将微粉与含有表面活性剂的水性液体混合而得到的造粒凝胶中提取的提取液进行测定而得的值。具体是如下数值：向充分清洗的容量100ml的烧杯中投入温度调整至23℃以上且25℃以下的0.9质量％的氯化钠水溶液、例如生理盐水50ml，使用表面张力计(KRUSS公司制、自动表面张力计K11)来测定该生理盐水的表面张力，使用表面张力的测定值为71mN/m以上且75mN/m以下的范围内的生理盐水。接着，向该生理盐水中投入充分清洗的25mm长的氟树脂制的转子和造粒凝胶0.5g，以500rpm搅拌4分钟。其后，停止搅拌而使造粒凝胶发生沉降，针对上清液与前述同样操作来测定而得的表面张力的值。
将微粉与水性液体混合并造粒时，优选使用预先加热的水性液体。通过使用经加热的水性液体，能够在短时间内将微粉均匀地造粒，生产率提高。水性液体的温度通常依次优选为熔点～沸点、进而10℃以上、20℃以上、30℃以上，更优选为40℃以上、进一步优选为50℃以上、更进一步优选为60℃以上、特别优选为70℃以上，且优选为水性液体的沸点以下、更优选为100℃以下。需要说明的是，沸点可通过添加盐类或溶剂、减压或加压等压力等来调整。另外，作为其它方法，可以同时添加水蒸气和常温的水性液体而实质上成为前述温度。
水性液体的添加量相对于微粉100质量份(毛重)优选小于100质量份、更优选为80质量份以下、进一步优选为50质量份以下，且优选为10质量份以上、更优选为15质量份以上、进一步优选为20质量份以上。此处，毛重是指单纯为微粉的质量，即使在吸水性树脂的微粉中包含其它微量成分(例如水、作为吸水性树脂的原料的无机微粒)，也不从微粉重量中校正该微量成分量，而使直接将整体作为微粉的质量。水性液体的添加量为100质量份以上时，干燥负荷变大。另一方面，水性液体的添加量小于10质量份时，有时造粒强度变得不充分，且微粉的混合变得不均匀，造粒物容易损坏。
(混合装置)
本发明中，前述任意实施方式的水性液体与微粉的混合所使用的混合装置没有特别限定。例如，如果是容器固定型混合机，则优选为机械搅拌型混合机。具体而言，可例示出TURBULIZER(HOSOKAWA MICRON公司制)、LOEDIGE MIXER(Loedige公司制)和灰浆混合器(西日本试验机公司制)等。另外，混合可以是间歇式混合机和连续式混合机中的任意者。
本发明中，优选将已加热的水性液体与已加热的微粉在前述混合装置中进行混合，更优选在加热水性液体和微粉的基础上，混合装置内、具体为混合装置的壁面和/或搅拌叶片等搅拌手段也被加热。像这样，若以混合装置内、水性液体、微粉均被加热至规定温度的状态进行混合，则能够更有效地抑制前述巨大凝胶状物的生成，且容易地获得具有期望粒径的造粒凝胶。本发明中，即使微粉、水性液体、混合装置全部未被加热也可获得这种效果，但通过优选至少一者、更优选两者、进一步优选全部加热至规定温度，能够获得更优异的效果。
前述混合时的混合装置内、优选混合装置的内壁面和/或搅拌手段的加热温度优选为50℃以上、更优选为55℃以上、进一步优选为60℃以上、特别优选为65℃以上、最优选为70℃以上，且优选为120℃以下、更优选为100℃以下、进一步优选为90℃以下。通过将混合机装置、优选内壁面、搅拌手段中的任一者、更优选两者进行加热而能够在短时间内对微粉均匀地造粒，生产率提高。混合装置内的温度可通过例如供给已加热的气体或热传导等来适当调整。
本发明中，将微粉与水性液体混合时，优选通过高速混合来造粒。通过高速混合而能够抑制前述巨大凝胶状物的生成，因此，不需要在生成前述巨大凝胶状物时所需的巨大混合力，另外，凝胶状的块呈现混炼状态而发生主链的切断、缠绕等，其结果，能够规避吸水性树脂劣化的问题。
前述高速混合是指：从在混合装置内作为原料的微粉与水性液体接触的时刻起至生成造粒凝胶为止的时间短。即是指：从向混合装置内投入原料起至取出造粒凝胶为止的时间短。混合时间优选为3分钟以下、更优选为1分钟以下，且优选为1秒以上、更优选为5秒以上。若混合时间长，则水性液体与微粉难以均匀混合，容易形成一体化的巨大的凝胶状物。另外，若混合时间长，则有时也招致所得吸水性树脂的水可溶成分的增加、加压下吸水倍率的降低等吸水性树脂的性能降低。
因此，作为用于实现高速混合的手段，理想的是将原料在短时间内投入至混合装置中。利用喷雾水性液体等方法缓慢添加等任一种或两种原料的投入时间长时，混合时间也变长，因此，有时微粉形成大的聚集块或者因长时间的混炼而导致吸水性树脂劣化。可以将微粉和水性液体同时投入至混合装置中，或者在不同的时刻向混合装置中投入一者后再投入另一者。因此，同时投入的情况下两种原料、或者在不同时刻的情况下后投入的原料开始投入起至结束投入为止的时间优选为60秒以下、更优选为30秒以下、进一步优选为10秒以下。
进而，为了实现高速混合，优选使用高速搅拌桨式混合机。此时，桨的转速优选为100rpm以上、更优选为200rpm以上、进一步优选为300rpm以上，且优选为5000rpm以下、更优选为4000rpm以下、进一步优选为3000rpm以下。桨的旋转轴的方向没有限定，从造粒凝胶的排出容易度出发，优选为铅直方向。另外，桨的旋转轴的个数没有限定，从保养容易度出发，优选为单轴或两轴，更优选为单轴。
本发明中，为了防止附着，优选在混合机的内壁使用与水的接触角为90度以上的材料。优选材料为特氟隆(注册商标)等氟树脂。但是，没必要全部内壁均使用前述材料，为了获得强力的搅拌力，桨附近的内壁反而可以使用与水的接触角小于90度的材料。从耐久性的观点出发，优选材料为不锈钢。
(运输工序)
吸水性树脂的各制造工序优选被连结，各工序的连结不一定全部需要运输工序，例如，在对通过前述造粒工序而得到的造粒凝胶进行再循环时，可以包括运输至规定添加位置为止的工序。
造粒凝胶的运输通过连续式或间歇式来进行，优选为连续式。作为运输工序中使用的运输机，为例如斗式运输器、带式运输器、螺杆运输器、链式运输器、振动运输器和气流运输器等，优选为斗式运输器。另外，优选将运输的造粒凝胶设成从运输机的外侧进行加热的状态和/或保温的状态，在运输过程中也将造粒凝胶的温度维持至前述高温。这种加热和/或保温可通过具备从外侧对运输机的内壁面进行加热的手段和/或保温的手段来实现。若运输中的造粒凝胶(微粉造粒凝胶)的温度降低，则至与造粒凝胶含水凝胶(聚合凝胶)混合为止，造粒凝胶彼此粘结而形成粗大的聚集物，或者造粒凝胶的温度下降而变硬等，由此，它们成为干燥工序中的不均匀干燥的原因，容易产生未干燥物。干燥工序中的未干燥物的产生容易引起生产率的降低、不均匀干燥所致的吸水性树脂的物性降低、向干燥工序及之后的未干燥物中混入所致的生产故障、停机等问题，但本发明能够解决该问题。因此，在运输造粒凝胶的情况下，优选维持所制造的造粒凝胶的温度，更优选加热和/或保温至与要混合的含水凝胶的温度同等程度。
需要说明的是，没有运输工序时，优选使造粒凝胶因重力而从前述微粉与水性液体的混合装置下落至与含水凝胶混合的位置为止。此时，从混合装置起至与含水凝胶混合的位置为止的距离优选在10m以内、更优选在5m以内、进一步优选在3m以内。进而，造粒凝胶要穿过的配管出于与前述运输机相同的理由而优选经加热和/或保温。
若造粒凝胶在前述经加热和/或保温的装置、配管中长时间滞留，则造粒凝胶的表面有可能干涸、变硬。因此，优选通过造粒工序而得到的造粒凝胶尽可能快速地在加热至规定温度的状态下与含水凝胶混合。具体而言，在前述造粒工序中，从微粉与水性液体开始混合起至将所得造粒凝胶在再添加工序vi-2)中添加至含水凝胶为止的时间优选为5分钟以内、更优选为3分钟以内、进一步优选为1分钟以内。需要说明的是，即使在前述时间内无法与含水凝胶混合的情况下，只要成为将温度降低的造粒凝胶进行再加热而变为规定温度的状态，则聚集性降低，进而能够使造粒凝胶发生软化。因此，即使将温度降低的造粒凝胶进行再加热后再与含水凝胶混合，也与在前述规定时间内进行混合的情况同样地获得良好的混合状态。
为了解决前述造粒凝胶表面干涸的问题，在前述造粒工序vi-1)至再添加工序vi-2)的期间，即，至将造粒后的造粒凝胶添加至含水凝胶中为止的运输工序中，使该造粒凝胶的气氛的露点优选为50℃以上、更优选为55℃以上、进一步优选为60℃以上，且优选为99℃以下、更优选为95℃以下、进一步优选为90℃以下。此外，本发明中，在前述运输工序的基础上将造粒工序和/或再添加工序的气氛的露点控制至前述范围也是优选的实施方式，具体而言，将混合造粒工序中的微粉和水性液体时的装置内的气氛、向含水凝胶中添加造粒凝胶时的装置内的气氛控制至前述范围。“气氛露点”是指在气氛中存在的空气的露点。气氛露点可通过例如吹入水蒸气或控制热风循环率而成为前述范围。
[2-9-2]造粒凝胶添加工序
vi-2)是在直至通过前述干燥工序iii)而结束干燥为止的前述聚合工序i)～干燥工序iii)中的至少一个工序和/或工序之间，向含水凝胶状交联聚合物中添加造粒凝胶的工序。具体而言，优选在选自由前述聚合工序中、前述聚合工序后且前述凝胶粉碎工序前、前述凝胶粉碎工序中、前述凝胶粉碎工序后且前述干燥工序前、以及前述干燥工序中组成的组中的至少一者以上添加造粒凝胶。需要说明的是，在前述聚合工序中也能够获得含水凝胶，因此，可以在该聚合工序中添加造粒凝胶。另外，干燥工序之中的聚合物的固体成分小于80质量％的聚合物通常被视作含水凝胶。即，在直至干燥工序的过程中为止存在含水凝胶，因此，也可以该干燥工序中添加造粒凝胶。优选在前述凝胶粉碎工序后且前述干燥工序前、或者在前述干燥工序中、更优选在凝胶粉碎工序ii)后且干燥工序iii)前的含水凝胶中添加造粒凝胶。若这样地向粉碎后的含水凝胶中添加造粒凝胶，则两者的粒度差小，因此容易混合，干燥难以变得不均匀。尤其是，若进行对前述凝胶粉碎能量加以控制的粉碎，则含水凝胶呈现造粒形状，因此，能够进一步抑制不均匀的干燥。另一方面，若在凝胶粉碎工序前或工序中添加造粒凝胶，则有时提高凝胶粉碎机的负荷或者凝胶粉碎变得不稳定而无法控制凝胶粒径。需要说明的是，“工序前”、“工序后”是指，在包括该工序前或该工序后的全部工序在内、以及工序间的运输工序、贮藏工序等任意工序中添加造粒凝胶。例如，凝胶粉碎工序后包括从凝胶粉碎工序向后续工序运输的期间和后续工序。
在造粒凝胶添加工序中，造粒凝胶的固体成分为50质量％以上且90质量％以下，造粒凝胶的固体成分的详情如下所述。本发明的第一方式中，在造粒凝胶添加工序中，与造粒凝胶的固体成分一并控制造粒凝胶的温度。另外，本发明的第二方式中，在造粒凝胶添加工序中控制造粒凝胶的固体成分，在凝胶粉碎工序中控制至规定的凝胶粉碎能量。在任意方式下，均优选可进一步控制含水凝胶的粒径。
(温度)
本发明中，将造粒凝胶添加至含水凝胶中，此时的该造粒凝胶的温度和该含水凝胶的温度均在50℃以上且100℃以下的范围内，优选为55℃以上、更优选为60℃以上，且优选为95℃以下、更优选为90℃以下。如果在这种温度范围内，则能够获得两者的良好混合状态。若造粒凝胶、含水凝胶的温度低于50℃，则如上所述地造粒凝胶变硬，或者，若将含水凝胶与造粒凝胶进行混合，则有时形成聚集物。即，若在混合时形成聚集物，则含水凝胶、造粒凝胶进一步粘结而形成更巨大的聚集物，混合状态变得不良。另外，即便能够混合，在干燥时若存在聚集物，则也容易发生干燥不良、即产生未干燥物。另外，若将该聚集物持续加热而使其干燥至期望含水率为止，则已经干燥的其它造粒凝胶、含水凝胶呈现过干燥状态，发生热劣化而导致可溶成分增加等，吸水性树脂的品质劣化。在一者的温度为50℃以上且另一者的温度小于50℃的情况下也会产生这种问题。另一方面，若造粒凝胶、含水凝胶的温度超过100℃，则有时凝胶表面干燥，凝胶反而变硬。
另外，本发明中，从减少不均匀干燥的观点出发，在前述温度范围内，优选造粒凝胶的温度与含水凝胶的温度差较小，两者的温度差优选在40℃以内、更优选在30℃以内、进一步优选在20℃以内。造粒凝胶的温度和含水凝胶的温度的调整可通过制造过程中的加热和保温、或者基于来自外部的热风等的加热、或者放冷、基于低温空气等的冷却来适当调整。
本发明的第二方式中，为了将颗粒状含水凝胶和造粒凝胶制成类似的形状，颗粒状含水凝胶的质均粒径相对于造粒凝胶的一次颗粒的质均粒径优选为1倍以上，且优选为10倍以下、更优选为5倍以下。优选为造粒凝胶添加工序中的凝胶粉碎工序后的含水凝胶状交联聚合物的质均粒径的值。
[2-9-3]凝胶混合工序
(机械混合)
本发明中，通过将造粒凝胶和含水凝胶控制至前述温度范围，因向含水凝胶中添加造粒凝胶时的略微冲击、自重等而使含水凝胶与造粒凝胶松散开并略微混合，在本发明中，进一步在从前述造粒凝胶添加工序起至通过干燥工序而结束干燥为止的至少1个工序中和/或工序间，对含水凝胶与前述添加的造粒凝胶进行机械混合也是优选的实施方式。本发明中，如上所述向干燥工序结束以前的含水凝胶中添加造粒凝胶，在任意部位进行添加的情况下，造粒凝胶和含水凝胶均在混合状态下进行干燥。需要说明的是，如果是造粒凝胶与含水凝胶均匀存在的状态，则能够进一步抑制未干燥物的发生。另外，均匀存在只要是造粒凝胶与含水凝胶经搅拌的混合状态、或者以每单位面积的比例大致相同的方式均匀散布的状态即可。需要说明的是，为了发挥本发明的效果，自将造粒凝胶添加至含水凝胶起至开始机械混合为止的时间优选在5分钟以内、更优选在2分钟以内、进一步优选在1分钟以内。另外，自造粒工序起至开始机械混合为止的时间优选在10分钟以内、更优选在5分钟以内、进一步优选在2分钟以内。在开始机械混合的时刻，添加有造粒凝胶的含水凝胶的温度也在50℃以上且100℃以下的范围内，优选为55℃以上、更优选为60℃以上，且优选为95℃以下、更优选为90℃以下。
本发明中，为了将造粒凝胶与含水凝胶制成尽可能均匀化的状态，对造粒凝胶和/或含水凝胶进行机械混合。机械混合只要使用能够实现前述任一种共存状态的装置即可，可列举出例如基于搅拌叶片、容器自身的旋转等的旋转搅拌；基于钟摆状运动的进料器等的搅拌，分别例示出旋转搅拌装置、摆动带式进料器、钟摆式运输器。
在聚合工序中进行机械混合时，前述旋转搅拌装置优选为捏合机聚合机。在凝胶粉碎工序中进行机械混合时，前述旋转搅拌装置优选为例如捏合机或碎肉机。
理想的是：机械混合优选为在前述凝胶粉碎工序ii)后且前述干燥工序iii)前、或者前述干燥工序iii)中、或者直至通过干燥工序iii)而结束干燥为止进行的摆动带式进料器或旋转搅拌，将造粒凝胶和含水凝胶状交联聚合物供给至摆动带式进料器或旋转搅拌。具体而言，通过在前述凝胶粉碎工序ii)后、至干燥工序iii)为止的期间使用摆动带式进料器或旋转搅拌装置进行前述机械混合，或者在干燥工序iii)中使用旋转搅拌装置进行前述机械混合，能够在更均质的状态下使其干燥，因此，能够抑制不均匀的干燥、未干燥物的生成。
使用摆动带式进料器时，a)若对于在传送带上运输的含水凝胶，利用摆动进料器来添加造粒凝胶，则能够均匀分散造粒凝胶。另外，b)对于在传送带上运输的造粒凝胶，可以利用摆动进料器来添加含水凝胶，c)也可以将造粒凝胶和含水凝胶供给至摆动进料器，并利用摆动进料器将两者供给在传送带上。摆动带式进料器中，由于带的末端在传送带上往返运动，因此，即便摆动带式进料器上的造粒凝胶与含水凝胶的分布存在不均，在传送带上也能大致均匀地分布。
摆动进料器的摆动角度θ、带速度等可考虑传送带的速度、供给量等而任意选择，往返1次的期间的传送带的前进优选在1m以内，更优选在0.5m以内。若往返1次的期间的传送带的前进距离过大，则造粒凝胶的分布不均变得显著。需要说明的是，前述传送带优选为通气带式干燥机。
另外，作为旋转搅拌装置，可例示出旋转轴水平且容器自身也旋转的类型、旋转轴水平且容器自身固定的类型、旋转轴为铅直方向且容器自身固定的类型等。它们可以是连续式或间歇式中的任意者。另外，可以使用前述干燥工序中使用的旋转式平整机，使层叠于干燥机的含水凝胶平整，且进行混合。进而，还优选利用前述干燥工序中使用的搅拌干燥机，一边干燥一边混合。前述装置的搅拌转速等没有特别限定，优选为50rpm以上、更优选为100rpm以上，且优选为500rpm以下、更优选为300rpm以下。进而，前述混合装置中的混合(滞留)时间优选为180秒以内、更优选为60秒以内、进一步优选为30秒以内，且优选为0.1秒以上、更优选为1秒以上。
(固体成分)
在再添加工序中的前述条件下，本发明中，优选进一步适当地控制造粒凝胶的固体成分和含水凝胶的固体成分。即，若造粒凝胶、含水凝胶的固体成分过少，则干燥局部变得不完全或者容易生成聚集物。另外，若固体成分过多，则存在残留单体量变多的倾向。本发明中，理想的是造粒凝胶的固体成分和/或含水凝胶的固体成分在适当的范围内，含水凝胶的固体成分优选为30质量％以上、更优选为45质量％以上，且优选为70质量％以下、更优选为55质量％以下、进一步优选为50质量％以下。另外，造粒凝胶的固体成分优选为50质量％以上、更优选为55质量％以上、进一步优选为60质量％以上，且优选为90质量％以下、更优选为85质量％以下、进一步优选为80质量％以下。优选再添加工序中的造粒凝胶的固体成分为前述范围，更优选造粒凝胶的固体成分在前述范围内，且造粒凝胶和含水凝胶的温度在前述范围内。另外，还优选再添加工序中的造粒凝胶的造粒凝胶固体成分在前述范围内，且凝胶粉碎工序中的GGE在前述范围内。
另外，本发明中，若考虑到实现更均匀的干燥，则优选的是：在优选满足前述任一固体成分的情况、更优选满足前述两种固体成分的情况下，造粒凝胶的固体成分比含水凝胶的固体成分更高。这是因为造粒凝胶的固体成分高时会降低干燥负荷，并且，是因为通常造粒凝胶的残留单体少于含水凝胶的固体成分。具体而言，造粒凝胶的固体成分A(％)与含水凝胶的固体成分B(％)之差(A-B)优选为6以上、更优选为11以上、进一步优选为16以上，且优选为60以下、更优选为50以下、进一步优选为40以下。通过将两种固体成分之差设为前述范围，从而干燥负荷小，干燥的不均匀被进一步抑制，能够规避制造方面的故障、品质上的问题。需要说明的是，以往若固体成分之差大，则干燥变得不均匀，但在本发明的条件下不会发生问题，能够降低干燥负荷。
本发明中，造粒凝胶与含水凝胶的比率根据所分离的微粉量和造粒凝胶的固体成分设定来适当决定即可。从吸水剂的物性的观点出发，优选的是：以相对于含水凝胶100质量份(毛重)造粒凝胶通常为10质量份以上、优选为15质量份以上、更优选为20质量份以上且优选为50质量份以下、更优选为40质量份以下、进一步优选为30质量份以下的方式进行添加。根据本发明的微粉再循环方法，即使造粒凝胶为10质量份以上也能够抑制不均匀的干燥。需要说明的是，若造粒凝胶的比例过多，则作为最终制品的吸水性树脂的最终品质、物性会因再循环的微粉、即造粒凝胶而受到明显影响。
添加有造粒凝胶的含水凝胶状交联聚合物在前述干燥工序中进行处理。混合凝胶的干燥条件等与前述干燥工序iii)相同，因此省略说明。另外，在干燥工序及之后进行的粉碎工序iv)、分级工序v)也如上所述，根据需要实施前述表面交联工序、整粒工序等，得到成为制品的吸水性树脂。另外，通过分级工序v)等而得到的微粉也可以利用前述再循环工序vi)来进行处理。
[2-10]其它工序
本发明中，除了上述工序之外，也可以根据需要而进一步包括选自运输工序、贮藏工序、捆包工序、保管工序等中的至少1种工序。
本申请基于2018年5月16日申请的日本专利申请第2018-094788号和2018年11月8日申请的日本专利申请第2018-210731号而要求优先权的权益。将2018年5月16日申请的日本专利申请第2018-094788号和2018年11月8日申请的日本专利申请第2018-210731号的说明书的全部内容作为参考而援引至本申请中。
实施例
以下，按照实施例来说明本发明。本发明不受实施例的限定性解释。另外，本发明的权利要求、实施例中记载的各物性只要没有特别记载，就在室温(20℃以上且25℃以下)、湿度为50RH％的条件下按照EDANA法和以下的测定方法来求出。以下的实施例中使用的电气设备使用200V或100V、60Hz的电源。需要说明的是，为了方便，有时将“升”简写为“L”，将“质量％”或“重量％”简写为“wt％”。
(a)凝胶粉碎能量
本实施例中，基于下述式(1)来算出凝胶粉碎能量。需要说明的是，各输入值记载在各实施例中。
凝胶粉碎能量(J/g)＝{√3×电压×电流×功率因数×电动机效率}/{1秒钟向凝胶粉碎机中投入的含水凝胶的质量}···式(1)
前述式(1)中，“功率因数”和“电动机效率”是根据凝胶粉碎装置的运转条件等而发生变化的装置固有的值，表示0以上且1以下的值。另外，电压的单位为“V”、电流的单位为“A”、含水凝胶状交联聚合物的质量的单位为“g/s”。需要说明的是，前述凝胶粉碎装置利用单相交流电进行驱动时，通过将前述式(1)中的“√3”变更为“1”来算出凝胶粉碎能量。
(b)含水率
本实施例中，“含水率”按照ERT430.2-02中记载的方法来测定。
需要说明的是，针对粉末状的吸水性树脂的含水率，分别将试样量变更为1g、将干燥温度变更为180℃来进行测定，针对造粒凝胶和颗粒状含水凝胶的含水率，分别将试样量变更为2g，将干燥温度变更为180℃来进行测定。关于块状的干燥聚合物，从各个位置获取5个样品，以粒径达到5mm以下的方式粉碎后，与前述粉末状的吸水性树脂同样操作来测定含水率，采用平均值。
(c)含水凝胶的质均粒径(D50)
本实施例中，含水凝胶的“质均粒径(D50)”通过以下的方法来测定。
首先，将固体成分为α质量％的温度20℃以上且25℃以下的含水凝胶20g添加至表面活性剂水溶液500g中，制成分散液。需要说明的是，表面活性剂水溶液是将表面活性剂(花王公司制：EMAL 20C)以达到0.08质量％的方式添加至20质量％的氯化钠水溶液而制作的溶液。另外，使用容量约为1.14L的聚丙烯制容器。
接着，向前述分散液中投入搅拌片(长度50mm×直径7mm)，以300rpm搅拌60分钟。
在搅拌结束后，向设置在转盘上的JIS标准筛(直径为21cm、筛的网眼：8mm/4mm/2mm/1mm/0.6mm/0.3mm/0.15mm/0.075mm)的中央部投入前述分散液。另外，残留在前述聚丙烯制容器内的含水凝胶全部使用表面活性剂水溶液100g在筛上进行清洗。其后，一边用手使筛旋转(20rpm)，一边从筛上部30cm的高度使用喷淋器(孔数：72个、液量：6.0L/min)以注水范围(50cm2)成为筛面整面的方式注入表面活性剂水溶液6000g，进行含水凝胶的分级。
接着，针对残留在各筛上的含水凝胶，控水2分钟后进行称量。针对通过该操作而得到的残留在筛上的含水凝胶的质量，按照下述式(2)，求出质量％比例。另外，按照下述式(3)，将该操作中使用的JIS标准筛的网眼换算成对固体成分α质量％的含水凝胶进行分级时的网眼。将由式(2)和式(3)得到的含水凝胶的粒度分布标绘在对数概率纸上，将累积筛上的％R相当于50质量％时的粒径记作含水凝胶的质均粒径(D50)。
X(％)＝(w/W)×100 ···式(2)
R(α)(mm)＝(20/W)1/3×r ···式(3)
此处，
X：残留在各筛上的含水凝胶的控水后的质量％(％)
w：残留在各筛上的含水凝胶的控水后的质量(g)
W：残留在各筛上的含水凝胶的控水后的质量的总和(g)
R(α)：对固体成分α质量％的含水凝胶进行分级时换算出的筛的网眼(mm)
r：利用表面活性剂溶液溶胀的含水凝胶的分级所使用的筛的网眼(mm)。
(d)造粒凝胶的一次颗粒的质均粒径(D50)
本发明中，含水凝胶的“质均粒径(D50)”通过在前述(c)含水凝胶的质均粒径(D50)的测定方法中，使用造粒凝胶代替含水凝胶来进行。需要说明的是，本测定中，造粒凝胶的造粒崩散而零零碎碎，因此，称为“一次颗粒的”质均粒径。
(e)造粒凝胶的流动性评价
在各实施例中，将向微粉中添加水性液体并造粒而得到的造粒凝胶(100g)在造粒后立即投入至圆筒型塑料容器(内壁：氟树脂涂层、高度：12cm、底面直径：8cm)中。在经过规定时间后，将该容器投入口用垫片堵住，使该容器上下颠倒并静置后，将圆筒型塑料容器向上方提拉并放置3分钟。其后，测定因自重而在垫片上扩展的造粒凝胶的最大宽度，作为聚集崩坏度(单位：cm)，基于该聚集崩坏度来评价造粒凝胶的流动性。
(评价基准)
聚集崩坏度：不良：10cm以下：难以松解
聚集崩坏度：良：11cm以上且15cm以下：容易松解
聚集崩坏度：优良：16cm以上：非常容易松解
[制造例1]
(聚合工序)
将丙烯酸、48.5质量％的氢氧化钠水溶液、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA、平均分子量：523)和去离子水进行混合，将所得混合液的温度保持至90℃。接着，一边搅拌该混合液，一边添加3质量％的过硫酸钠(NaPS)水溶液，由此制成单体水溶液。该单体水溶液中的单体浓度为43质量％、中和率为71摩尔％、PEGDA浓度为0.07摩尔％(相对于单体)、NaPS浓度为0.05摩尔％(相对于单体)。
在前述过硫酸钠水溶液的添加后立即开始聚合反应，在3分钟后得到片状的含水凝胶状交联聚合物(以下称为“含水凝胶”)。
(凝胶粉碎工序)
通过前述聚合工序而得到的片状的含水凝胶使用碎肉机进行凝胶粉碎。需要说明的是，将片状的含水凝胶投入至碎肉机时，添加温度为80℃的温水。另外，在碎肉机的排出口的前端设置有孔径为7.5mm的多孔板。制造例1中的凝胶粉碎中的凝胶粉碎能量为5J/g，凝胶粉碎后的含水凝胶(以下称为“颗粒状含水凝胶”)(1)的质均粒径(D50)为1.7mm，含水率为53质量％。
(干燥工序)
将通过前述凝胶粉碎工序而得到的颗粒状含水凝胶(1)以平均厚度达到5cm的方式层叠在网眼为20mesh的金属网上，使用通气干燥机(佐竹化学机械工业公司制：型号为71-S6)进行干燥。干燥条件设为：通过使190℃的热风通风20分钟来进行干燥，制成干燥聚合物。该干燥无问题地结束，在干燥聚合物中未观察到未干燥物。干燥聚合物的含水率为5质量％。需要说明的是，本实施例中使用的通气干燥机与通气带式干燥机除了间歇式和连续式的差异之外的干燥行为基本相同，因此，本结果也可应用于通气带式干燥机。
(粉碎工序、分级工序)
通过前述干燥工序而得到的干燥聚合物在利用辊磨机进行粉碎后，使用网眼为850μm和150μm的两种筛进行分级。针对残留在网眼850μm的筛上的干燥聚合物反复进行粉碎和分级，直至其总量穿过网眼850μm的筛为止。通过该操作，得到残留在网眼150μm的筛上的粉末上的表面交联前的吸水性树脂和穿过了网眼150μm的筛的微粉(A)。
(表面交联工序、表面改性剂的添加工序)
制作包含碳酸亚乙酯0.3质量份、丙二醇0.5质量份和去离子水2.7质量份的表面交联剂水溶液。一边搅拌前述表面交联前的吸水性树脂100质量份，一边喷雾该表面交联剂水溶液3.5质量份并混合。其后，通过将所得混合物以200℃热处理40分钟而进行表面交联。
接着，一边搅拌冷却，一边添加包含27质量％的硫酸铝水溶液1质量份、60质量％的乳酸钠水溶液0.2质量份的添加剂水溶液，制成表面交联后的吸水性树脂(1)。
(整粒工序)
通过前述操作而得到的表面交联后的吸水性树脂(1)使用网眼为850μm和150μm的两种筛进行分级。针对残留在网眼850μm的筛上的聚集体状的吸水性树脂反复进行解聚集、分级，直至其总量穿过网眼850μm的筛为止。通过该操作，得到残留在网眼150μm的筛上的吸水性树脂(1)和穿过了网眼150μm的筛的微粉(B)。
吸水性树脂(1)的无加压下吸水倍率(CRC)为27g/g、0.7psi下的加压下吸水倍率(AAP)为24g/g、生理盐水流动诱导性(Saline Flow Conductivity，SFC)为120×10-7×cm3×s×g-1。
[实施例1]
(造粒工序)
将通过前述制造例1得到的微粉(A)与微粉(B)以17:3的比例进行混合，制成微粉(1)。微粉(1)的质均粒径为91μm。
将前述微粉(1)60g加热至77℃后，用在烘箱中预先加热至80℃的食物切割机一边搅拌微粉(1)，一边用5秒钟添加作为水性液体的78℃的去离子水40g，其后，进一步搅拌5秒钟，由此进行造粒。将通过该操作而得到的造粒物作为造粒凝胶(1)。造粒凝胶(1)的含水率为40质量％。另外，造粒凝胶(1)的数均粒径为2.5mm、一次颗粒的质均粒径为138μm。
(造粒凝胶添加工序)
接着，将前述造粒凝胶(1)80g投入至设想为配管或斗式运输器的前述(e)造粒凝胶的流动性评价中使用的圆筒型塑料容器(直径：8cm)并进行运输，在开始混合前述微粉(1)和去离子水的时刻、即自开始造粒起经过2.5分钟后(表中，“自开始造粒起经过的时间”)，添加至通过制造例1得到的颗粒状含水凝胶360g中。其后，立即在将容器预先加热至80℃的灰浆混合器(西日本试验机公司制)中混合10秒钟。将所得混合物(1)作为混合凝胶(1)。
需要说明的是，即将在前述灰浆混合器中进行混合之前的造粒凝胶(1)和颗粒状含水凝胶(1)的温度分别为64℃、55℃。另外，灰浆混合器中的造粒凝胶(1)和颗粒状含水凝胶(1)的混合性良好。
(干燥工序)
其后，将混合凝胶(1)层叠在网眼20mesh的金属网上，使用与制造例1相同的通气干燥机进行干燥。干燥条件设为：热风温度为190℃、干燥时间为20分钟。另外，金属网上的平均厚度为5cm。该干燥无问题地结束，在干燥聚合物(1)中没有未干燥物。干燥聚合物(1)的含水率为5质量％。需要说明的是，该干燥工序是模拟制造例1的干燥工序的工序，设为与制造例1相同的条件。
针对通过前述干燥工序而得到的干燥聚合物(1)，进行与制造例1的粉碎工序及之后相同的操作，制造吸水性树脂。
对造粒凝胶(1)的流动性进行评价的结果，聚集崩坏度为12cm。需要说明的是，对将放置时间从3分钟变更为1分钟和4分钟时的流动性进行评价的结果，聚集崩坏度在1分钟时是15cm，在4分钟时是11cm。
[比较例1]
除了变更为表1记载的条件之外，进行与实施例1相同的造粒工序、造粒凝胶添加工序、干燥工序，分别制造造粒凝胶(1a)、混合凝胶(1a)、干燥聚合物(1a)。在该例子中，尤其是从造粒凝胶(1a)的造粒开始起至与颗粒状含水凝胶(1)混合为止的经过时间长，因此，放冷而使造粒凝胶(1a)的温度降低。造粒凝胶(1a)与颗粒状含水凝胶(1)在灰浆混合器中进行了混合，但一部分因造粒凝胶(1a)与颗粒状含水凝胶(1)粘结而形成聚集物。需要说明的是，调查该聚集物的结果，造粒凝胶(1a)是硬块状，在其周围粘结聚集有颗粒状含水凝胶(1)。另外，在干燥工序中将混合凝胶(1a)层叠于金属网时，金属网上的凝胶层的平均厚度为4cm，但存在聚集物的部位的凝胶厚度为6cm，在该状态下无法松解。在该状态下使其进行干燥，但所得干燥聚合物(1a)中混合存在有干燥物和未干燥物。针对造粒凝胶(1a)的流动性进行评价的结果，聚集崩坏度为10cm。干燥聚合物(1a)的含水率大致为5质量％，但存在多个含水率为20质量％以上的未干燥物。
[实施例2]
变更为表1记载的条件，进行与实施例1相同的操作，制造造粒凝胶(2)。在该例子中，尤其是从造粒凝胶(2)的造粒开始起至与颗粒状含水凝胶(1)混合为止的经过时间长，因此，放冷而使造粒凝胶(2)的温度降低，但在与颗粒状含水凝胶(1)混合前，为了不使水分从造粒凝胶(2)蒸发而进行再加热。在利用灰浆混合器的混合中，造粒凝胶(2)显示出与颗粒状含水凝胶(1)良好的混合性。另外，在干燥工序中，金属网上的凝胶层的平均厚度为5cm。干燥无问题地结束，在干燥聚合物(2)中没有未干燥物。干燥聚合物的含水率大致为5质量％。对造粒凝胶(2)的流动性进行评价的结果，聚集崩坏度为12cm。
[比较例2]
除了变更为表1记载的条件之外，进行与实施例1相同的操作，制造造粒凝胶(2a)。在该例子中，尤其是降低混合时的颗粒状含水凝胶(1)的温度。利用灰浆混合器将造粒凝胶(2a)与颗粒状含水凝胶进行了混合，但在混合过程中发生聚集而形成巨大的凝胶块，灰浆混合器因过载而停机，因此中止混合。将已聚集的凝胶块用手撕成直径约5cm左右，以凝胶层的平均厚度达到5cm的方式载置在金属网上，使其干燥，但干燥聚合物(2a)中存在多个含水率为20质量％以上的未干燥物。
[实施例3]
作为水性液体而使用表面活性剂水溶液，变更为表1记载的条件，与实施例1同样地实施。具体而言，在与实施例1同样操作而得到的微粉(1)中，首先耗用3秒添加82℃的去离子水28g，接着耗用2秒添加25℃的0.1质量％聚氧乙烯脱水山梨糖醇单硬脂酸酯(TWEEN60)水溶液12g、即相对于微粉(1)添加200ppm，除此之外，与实施例1同样操作，制造造粒凝胶(3)。所得造粒凝胶(3)的粒径及其一次粒径是与造粒凝胶(1)相同的粒径，另外，造粒凝胶(3)的含水率为40质量％。接着，利用表1记载的条件，与实施例1同样操作，进行造粒凝胶添加工序而得到混合凝胶(3)。此时，造粒凝胶(3)与造粒凝胶(1)相比流动性良好，另外，利用灰浆混合器进行混合时，造粒凝胶(3)与颗粒状含水凝胶(1)的混合性也良好。其后，针对混合凝胶(3)，与实施例1同样操作而进行干燥工序。金属网上的凝胶层的平均厚度为5cm。干燥无问题地结束，干燥聚合物(3)中没有未干燥物。干燥聚合物(3)的含水率大致为5质量％。针对造粒凝胶(3)的流动性进行评价的结果，聚集崩坏度为16cm。
[实施例4]
作为水性液体而使用表面活性剂水溶液，变更为表1记载的条件，与实施例1同样地实施。具体而言，在与实施例1同样操作而得到的微粉(1)中，首先耗用4秒添加79℃的去离子水28g，接着耗用2秒添加25℃的1质量％月桂基二甲基氨基乙酸甜菜碱水溶液6g、即相对于微粉(1)添加1000ppm，除此之外，与实施例1同样操作，制造造粒凝胶(4)。所得造粒凝胶(4)的数均粒径为1mm，是与造粒凝胶(1)相同的一次粒径，另外，造粒凝胶(4)的含水率为40质量％。接着，在表1记载的条件下，与实施例1同样操作，进行造粒凝胶添加工序而得到混合凝胶(4)。此时，造粒凝胶(4)与造粒凝胶(1)相比流动性良好，另外，利用灰浆混合器进行混合时，造粒凝胶(4)与颗粒状含水凝胶(1)的混合性也良好。另外，在干燥工序中，金属网上的平均凝胶厚度为5cm。干燥无问题地结束，干燥聚合物(4)中没有未干燥物。干燥聚合物(4)的含水率大致为5质量％。针对造粒凝胶(4)的流动性进行评价的结果，聚集崩坏度为19cm。
[实施例5-1]
在实施例1中，将颗粒状含水凝胶(1)变更为更微细地凝胶粉碎而得的颗粒状含水凝胶(2)，并且变更为表1记载的条件，与实施例1同样地实施。颗粒状含水凝胶(2)是不向制造例1的颗粒状含水凝胶中添加温水，而是利用模头直径为7.5mm的碎肉机再次凝胶粉碎而得到的。此时的凝胶粉碎能量(GGE两次凝胶粉碎的合计)为35J/g。颗粒状含水凝胶(2)的质均粒径(D50)为0.4mm，含水率为53质量％。在表1记载的条件下，与实施例1同样操作，进行造粒工序和造粒凝胶添加工序而得到混合凝胶(5)。造粒凝胶(5)的一次颗粒的质均粒径为138μm，造粒凝胶(5)与造粒凝胶(1)相比流动性良好。另外，在造粒凝胶添加工序中，利用灰浆混合器进行混合时，造粒凝胶(5)与颗粒状含水凝胶(2)的混合性也良好。其后，针对混合凝胶(5)，与实施例1同样操作，进行干燥工序。金属网上的平均凝胶厚度为6cm。干燥无问题地结束，干燥聚合物(5-1)中没有未干燥物。干燥聚合物(5-1)的含水率大致为4质量％。针对造粒凝胶(5)的流动性进行评价的结果，聚集崩坏度为12cm。
[实施例5-2]
除了将干燥时间缩短至15分钟之外，与实施例5-1同样操作，得到干燥聚合物(5-2)。干燥聚合物(5-2)中没有未干燥物。干燥聚合物(5-2)的含水率大致为5质量％。
[实施例6]
变更为表1记载的条件，与实施例5-1同样操作，制造干燥聚合物(6)。其后，针对混合凝胶(6)，与实施例5-1同样操作，进行干燥工序。金属网上的平均凝胶厚度为6cm。干燥无问题地结束，干燥聚合物(6)中没有未干燥物。干燥聚合物(6)的含水率大致为4质量％。针对造粒凝胶(6)的流动性进行评价的结果，聚集崩坏度为10cm。
[制造例2]
(聚合工序、凝胶粉碎工序)
向具有两根西格玛型刀片的内容积10升的带夹套不锈钢制双臂型捏合机中投入单体浓度为38质量％、中和率为75％的丙烯酸钠水溶液5500g和聚乙二醇二丙烯酸酯(平均分子量为523)12.4g，一边将内容物调节至30℃一边吹入氮气而充分脱气。接着，一边使刀片旋转一边添加10质量％过硫酸钠水溶液28g，接着添加0.1质量％L-抗坏血酸24g，开始聚合。调节夹套的温度时，在自开始聚合起11分钟后，聚合峰温度显示为90℃。自显示聚合峰温度起进一步使刀片旋转30分钟，进行凝胶粉碎，得到质均粒径(D50)为2.1mm、含水率为61质量％的颗粒状含水凝胶(P2)。
(干燥工序)
将通过前述凝胶粉碎工序而得到的颗粒状含水凝胶(P2)以平均厚度达到4cm的方式层叠在网眼为20mesh的金属网上，使用通气干燥机(佐竹化学机械工业公司制：型号为71-S6)进行干燥。干燥条件设为：通过使190℃的热风通风20分钟来进行干燥，制成干燥聚合物(P2)。该干燥无问题地结束，在干燥聚合物(P2)中未观察到未干燥物。干燥聚合物(P2)的含水率为5质量％。
针对前述干燥聚合物(P2)，与制造例1同样操作，进行粉碎工序、分级工序、表面交联工序、表面改性剂的添加工序、整粒工序。其结果，得到具有与制造例1相同的CRC、AAP、SFC的吸水性树脂(P2)。另外，分别在分级工序中得到穿过了网眼150μm的筛的微粉(A2)，在整粒工序中得到穿过了网眼150μm的筛的微粉(B2)。
[实施例7]
(造粒工序)
将通过前述制造例2得到的微粉(A2)与微粉(B2)以16:4的比例进行混合，制成微粉(7)。微粉(7)的质均粒径为87μm。
将前述微粉(7)180g加热至79℃后，一边用在烘箱中预先加热至80℃的食物切割机搅拌微粉(7)，一边用10秒钟添加作为水性液体的81℃的去离子水120g，其后，进一步搅拌5秒钟，由此进行造粒。将通过该操作而得到的造粒物作为造粒凝胶(7)。造粒凝胶(7)的含水率为40质量％。另外，造粒凝胶(7)的数均粒径为1.8mm、一次颗粒的质均粒径为130μm。
(造粒凝胶添加工序)
接着，将前述造粒凝胶(7)280g投入至设想为配管或斗式运输器的圆筒型容器(直径：12cm)并进行运输，在开始混合前述微粉(7)和去离子水的时刻、即自开始造粒起经过2.5分钟后(表中，“自开始造粒起经过的时间”)，添加至通过制造例2而得到的颗粒状含水凝胶(P2)中。其后，立即用前述捏合机混合5分钟。将所得混合物(7)作为混合凝胶(7)。
需要说明的是，即将在前述捏合机中进行混合之前的造粒凝胶(7)和颗粒状含水凝胶(P2)的温度分别为62℃、63℃。另外，造粒凝胶(7)和颗粒状含水凝胶(2A)的混合性良好。针对造粒凝胶(7)的流动性进行评价的结果，聚集崩坏度为12cm。
(干燥工序)
其后，将混合凝胶(7)层叠在网眼20mesh的金属网上，使用与制造例1相同的通气干燥机进行干燥。干燥条件设为：热风温度为190℃、干燥时间为20分钟。另外，金属网上的平均厚度为5cm。该干燥无问题地结束，在干燥聚合物(7)中没有未干燥物。干燥聚合物(7)的含水率为5质量％。
针对通过前述干燥工序而得到的干燥聚合物(P2)，进行与制造例2的粉碎工序及之后相同的操作，制造吸水性树脂(7)。
[比较例3]
除了变更为表1记载的条件之外，进行与实施例7相同的造粒工序、造粒凝胶添加工序、干燥工序，分别制造造粒凝胶(7A)、混合凝胶(7A)、干燥聚合物(7A)。在该例子中，尤其是从造粒凝胶(7A)的造粒开始起至与颗粒状含水凝胶(P2)混合为止的经过时间长，因此，放冷而使造粒凝胶(7A)的温度降低。造粒凝胶(7A)与颗粒状含水凝胶(P2)在灰浆混合器中进行了混合，但一部分因造粒凝胶(7A)与颗粒状含水凝胶(P2)粘结而形成聚集物。需要说明的是，调查该聚集物的结果，造粒凝胶(7A)是硬块状，在其周围粘结聚集有颗粒状含水凝胶(P2)。另外，在干燥工序中将混合凝胶(7A)层叠于金属网时，金属网上的凝胶层的平均厚度为4cm，但存在聚集物的部位的凝胶厚度为7cm，在该状态下无法松解。在该状态下使其进行干燥，但所得干燥聚合物(7A)中混合存在有干燥物和未干燥物。针对造粒凝胶(7A)的流动性进行评价的结果，聚集崩坏度为10cm。干燥聚合物(7A)的含水率大致为5质量％，但存在多个含水率为20质量％以上的未干燥物。
[表1]
[制造例3]
(聚合工序)
制作包含丙烯酸300质量份、48质量％氢氧化钠水溶液100质量份、聚乙二醇二丙烯酸酯(平均n数为9)0.61质量份、0.1质量％二乙烯三胺五乙酸三钠水溶液16.4质量份、去离子水273.2质量份的单体水溶液，进而，连续地管线混合48质量％氢氧化钠水溶液150.6质量份。另外，此时因中和热而使单体水溶液的液体温度上升至87℃。
进而，连续地管线混合4质量％过硫酸钠水溶液14.6质量份后，供给至连续带聚合机中。其后，连续地进行聚合(聚合时间为3分钟)，得到带状的含水凝胶(P3)。将所得带状的含水凝胶(P3)沿着相对于聚合带的前进方向为宽度方向的方向，以切割长度达到300mm的方式等间隔地连续切割，由此得到短条状的含水凝胶(P3)。
(凝胶粉碎工序)
将通过前述聚合工序而得到的短条状的含水凝胶(P3)和3.1质量％月桂基二甲基氨基乙酸甜菜碱水溶液一边同时供给至碎肉机中，一边进行凝胶粉碎。月桂基二甲基氨基乙酸甜菜碱水溶液的供给量相对于含水凝胶(P3)的固体成分为0.15质量％。将所得含水凝胶在前述碎肉机中再一次凝胶粉碎。两次粉碎所需的凝胶粉碎能量为51J/g。所得颗粒状含水凝胶(P3)中的固体成分率为44质量％(含水率为56质量％)、质均粒径(D50)为170μm。
(干燥工序)
使用搅拌干燥机将前述颗粒状含水凝胶(P3)进行干燥。需要说明的是，该干燥机是带有加热管的转鼓式干燥机，具有含水凝胶的投入口和干燥聚合物的排出口的圆筒状容器发生旋转，通过存在于容器内部的加热管而能够对颗粒状含水凝胶进行加热干燥。首先，向各加热管中导入2.7MPa(温度为228.1℃)的水蒸气，将旋转容器内部(用接触温度计来规定)预先加热至超过200℃后，进而，旋转容器的外壁也被蒸汽伴热充分加热。接着，向干燥机中供给前述颗粒状含水凝胶(P3)，以弗鲁德准数Fr达到0.07的方式使旋转容器发生旋转，以50分钟的平均滞留时间进行连续干燥。干燥聚合物(P3)的固体成分率为98.5质量％，残留在网眼2800μm的筛上的颗粒的比例按照固体成分换算为7.4质量％。
利用冷风，将从干燥机的排出口排出的干燥聚合物(P3)强制性地冷却至80℃以下后，用辊磨机进行粉碎，得到干燥聚合物粉碎物(P3)。使用网眼为850μm和180μm的两种筛对其进行分级。通过该操作，得到穿过网眼为850μm的筛但残留在网眼为180μm的筛上的粉末状的表面交联前的吸水性树脂以及穿过了网眼为180μm的筛的微粉(A3)。微粉(A3)的固体成分率为95.2质量％、质均粒径(D50)为102μm。
[实施例8]
使用具备搅拌叶片、解碎叶片、排出叶片和喷嘴的内容积7L(搅拌部有效容积为5L)的立式旋转圆盘型混合机进行微粉造粒。使用定量供给机(ACCURATE公司制)，以200kg/hr将通过制造例3而得到的微粉(A3)供给至立式旋转圆盘型混合机中。接着，使前述混合机的搅拌叶片以1060rpm进行旋转，一边搅拌微粉(A3)，一边注入50℃的0.253质量％月桂基二甲基氨基乙酸甜菜碱水溶液166kg/hr和水蒸气(表压为0.6MPa、释放混合机的内压)15kg/hr，连续地混合，由此进行造粒。将通过该操作而得到的造粒凝胶(8)投入至(e)造粒凝胶的流动性评价所使用的圆筒型塑料容器(直径：8cm)中，加盖并保温保管，在采取后经过60分钟后，用于后续的实验。造粒凝胶(8)的含水率为50质量％。另外，造粒凝胶(8)的数均粒径为1.7mm，在采取后，在60℃下的聚集崩坏度为20cm。
将前述颗粒状含水凝胶(P3)与造粒凝胶(8)的质量比设为85/15，一边用螺杆进料器进行混合一边投入至干燥机中，在干燥机内进行混合，除此之外，与制造例3同样地进行干燥。颗粒状含水凝胶(P3)和造粒凝胶(8)的温度在即将投入至进料器之前分别为95℃和60℃。所得干燥聚合物(8)之中，残留在网眼2800μm的筛上的颗粒的比例按照固体成分换算为12.1质量％。对辊磨机粉碎没有阻碍。
[制造例4]
在制造例3的搅拌干燥机中，相对于干燥过程中的颗粒状含水凝胶(P3)，喷雾添加包含乙二醇二缩水甘油醚0.16质量％和水2质量％的表面交联剂溶液2.16质量％(颗粒状含水凝胶(P3)的固体成分基准)，除此之外，与制造例3同样地进行干燥、冷却、粉碎，得到经表面交联的干燥聚合物(P4)和干燥聚合物粉碎物(P4)。进而，相对于100质量份的干燥聚合物粉碎物(P4)，添加0.3质量份的水滑石(协和化学工业公司制的制品名“DHT-6”、Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O、体积平均粒径为0.5μm)，进行与制造例3相同的分级，由此得到粉末状的经表面交联的吸水性树脂(P4)和微粉(B4)。添加表面交联剂溶液时的颗粒状含水凝胶(P3)的含水率为30质量％、温度为110℃。经表面交联的干燥聚合物(P4)的固体成分率为98.5质量％、残留在网眼2800μm的筛上的颗粒的比例按照固体成分换算为7.5质量％。微粉(B4)的固体成分率为95.4质量％、质均粒径(D50)为114μm。
[实施例9]
在实施例8中，将微粉(A3)变更为微粉(B4)，除此之外，与实施例8同样地进行操作。造粒凝胶(9)的含水率为50质量％、数均粒径为1.3mm，在采取后60分钟时的聚集崩坏度为22cm。在采取造粒凝胶后经过60分钟后，用于后续的实验。颗粒状含水凝胶(P3)和造粒凝胶(9)的温度在即将投入至进料器之前分别为95℃和60℃。所得干燥聚合物(9)之中，残留在网眼2800μm的筛上的颗粒的比例按照固体成分换算为4.8质量％。对辊磨机粉碎没有阻碍。
[实施例10]
在实施例9中，代替0.253质量％月桂基二甲基氨基乙酸甜菜碱水溶液166kg/hr而使用1.38质量％月桂基二甲基氨基乙酸甜菜碱水溶液69kg/hr，除此之外，同样地进行操作。所得造粒凝胶(10)的含水率为30质量％、数均粒径为1.6mm，在采取后60分钟时的聚集崩坏度为20cm。在采取造粒凝胶后经过60分钟后，用于后续的实验。颗粒状含水凝胶(P3)和造粒凝胶(9)的温度在即将投入至干燥机之前分别为95℃和60℃。所得干燥聚合物(10)之中，残留在网眼2800μm的筛上的颗粒的比例按照固体成分换算为6.3质量％。对辊磨机粉碎没有阻碍。
[表2]
(总结)
由实施例1、2、7、比较例1～3可知：通过将即将混合之前的造粒凝胶和含水凝胶的温度控制至本发明的范围，能够将两者良好地混合，其后进行干燥而得到的干燥聚合物中不含未干燥物。
根据实施例3、4，如聚集崩坏度的结果所示那样地，若向微粉中添加已加热的水性液体(温水)，进而添加表面活性剂水溶液并造粒，则尽管造粒凝胶的粒径与实施例1的造粒凝胶(1)为同等，但仍然能够获得具有比造粒凝胶(1)更高的流动性的造粒凝胶。
根据实施例5-1、5-2、6，若将含水凝胶用规定的凝胶粉碎能量进行粉碎，则含水凝胶被微细粉碎，粒状含水凝胶的表面积增加，因此，即使在使该粒状含水凝胶与造粒凝胶的混合物层叠并干燥的情况下，混合物也不易密实地层叠，因此，与利用通常的条件进行凝胶粉碎而得到的粒状含水凝胶相比，能够在极短时间内进行干燥。进而，造粒凝胶与粒状含水凝胶的形状类似，因此容易均匀地被干燥。
由实施例8、9可知：本发明可应用于搅拌干燥机中的干燥。另外，若使用表面交联工序后的微粉(B)，则与使用表面交联工序前的微粉(A)相比，容易成为未干燥物原因的粒径为2800μm以上的大颗粒减少。
根据实施例10，即使是造粒凝胶的含水率为30质量％这样的低含水率(高固体成分)，也可应用本发明。

Claims (12)

1.一种吸水性树脂的制造方法，其包括如下工序：
聚合工序i)，使单体水溶液聚合而得到含水凝胶状交联聚合物；
凝胶粉碎工序ii)，在所述聚合工序i)的过程中和/或所述聚合工序i)之后实施，对含水凝胶状交联聚合物进行粉碎；
干燥工序iii)，在所述凝胶粉碎工序ii)之后，对含水凝胶状交联聚合物进行干燥；
粉碎工序iv)，在所述干燥工序iii)之后，对干燥聚合物进行粉碎；
分级工序v)，在所述干燥工序iii)之后，从干燥聚合物中去除微粉；
微粉再循环工序vi)，将通过所述分级工序v)而去除的微粉再循环至所述干燥工序iii)以前，
所述微粉再循环工序vi)中包括如下工序：
造粒工序vi-1)，将所述去除的微粉与水性液体混合而得到造粒凝胶，所述水性液体的添加量相对于所述微粉100质量份小于100质量份且为10质量份以上，所述水性液体和所述微粉的混合时间为1秒以上且3分钟以下；
造粒凝胶添加工序vi-2)，向所述凝胶粉碎工序ii)后且干燥工序iii)前的含水凝胶状交联聚合物中添加所述造粒凝胶；
凝胶混合工序vi-3)，在从所述造粒凝胶添加工序vi-2)起至通过干燥工序iii)而结束干燥为止的至少1个工序中和/或工序之间，将含水凝胶状交联聚合物与所述添加的造粒凝胶进行机械混合，自将所述造粒凝胶添加至所述含水凝胶状交联聚合物起至开始机械混合为止的时间为5分钟以内，
在所述造粒凝胶添加工序vi-2)中，
所述造粒凝胶的固体成分为50质量％以上且90质量％以下，
所述造粒凝胶的温度和所述含水凝胶状交联聚合物的温度为50℃以上且100℃以下，所述造粒凝胶的温度和所述含水凝胶状交联聚合物的温度差为40℃以内。
2.一种吸水性树脂的制造方法，其包括如下工序：
聚合工序i)，使单体水溶液聚合而得到含水凝胶状交联聚合物；
凝胶粉碎工序ii)，在所述聚合工序i)的过程中和/或所述聚合工序i)之后实施，对含水凝胶状交联聚合物进行粉碎；
干燥工序iii)，在所述凝胶粉碎工序ii)之后，对含水凝胶状交联聚合物进行干燥；
粉碎工序iv)，在所述干燥工序iii)之后，对干燥聚合物进行粉碎；
分级工序v)，在所述干燥工序iii)之后，从干燥聚合物中去除微粉；
微粉再循环工序vi)，将通过所述分级工序v)而去除的微粉再循环至所述干燥工序iii)以前，
所述微粉再循环工序vi)中包括如下工序：
造粒工序vi-1)，将所述去除的微粉与水性液体混合而得到造粒凝胶，所述水性液体的添加量相对于所述微粉100质量份小于100质量份且为10质量份以上，所述水性液体和所述微粉的混合时间为1秒以上且3分钟以下；
造粒凝胶添加工序vi-2)，在从所述凝胶粉碎工序ii)结束后起至通过干燥工序iii)而结束干燥为止的至少1个工序中和/或工序之间，向含水凝胶状交联聚合物中添加所述造粒凝胶，
凝胶混合工序vi-3)，在从所述造粒凝胶添加工序vi-2)起至通过干燥工序iii)而结束干燥为止的至少1个工序中和/或工序之间，将含水凝胶状交联聚合物与所述添加的造粒凝胶进行机械混合，自将所述造粒凝胶添加至所述含水凝胶状交联聚合物起至开始机械混合为止的时间为5分钟以内，
在所述造粒凝胶添加工序vi-2)中，
所述造粒凝胶的固体成分为50质量％以上且90质量％以下，
在所述凝胶粉碎工序ii)中，凝胶粉碎能量GGE为20J/g以上且100J/g以下，
所述凝胶粉碎工序ii)之后的含水凝胶状交联聚合物的质均粒径为0.1mm以上且小于1.0mm，
所述造粒凝胶的温度和所述含水凝胶状交联聚合物的温度差为40℃以内。
3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，在所述造粒凝胶添加工序vi-2)中，所述造粒凝胶的固体成分为55质量％以上且85质量％以下。
4.根据权利要求1或2所述的制造方法，其还包括如下工序：
表面交联工序vii)，将通过所述分级工序v)而去除了微粉的吸水性树脂进行表面交联；以及
整粒工序viii)，在该表面交联工序vii)之后，从吸水性树脂中去除微粉，
将从所述分级工序v)中去除的所述微粉与从所述整粒工序viii)中去除的所述微粉以99:1～50:50的以质量比计的混合比率进行混合而得的混合物作为在所述微粉再循环工序vi)中与所述水性液体混合的所述微粉而使用。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述机械混合是在所述干燥工序iii)之前或者直至通过所述干燥工序iii)而结束干燥为止进行的基于摆动带式进料器或旋转搅拌的混合。
6.根据权利要求1、2、5中任一项所述的制造方法，其中，所述干燥工序iii)在搅拌干燥机中进行。
7.根据权利要求1、2、5中任一项所述的制造方法，其中，所述干燥工序iii)在通气带式干燥机中进行，
通气带上的平均凝胶厚度为3cm以上，凝胶厚度变化率为1.05以上且3以下。
8.根据权利要求1、2、5中任一项所述的制造方法，其中，在所述造粒工序vi-1)与造粒凝胶添加工序vi-2)之间，所述造粒凝胶的气氛的露点为50℃以上。
9.根据权利要求1、2、5中任一项所述的制造方法，其中，从在所述造粒工序vi-1)中微粉与水性液体的混合开始起至在所述造粒凝胶添加工序vi-2)中向所述含水凝胶状交联聚合物中添加造粒凝胶为止的时间为5分钟以内。
10.根据权利要求1、2、5中任一项所述的制造方法，其中，在选自所述聚合工序i)、所述凝胶粉碎工序ii)、所述干燥工序iii)、所述粉碎工序iv)、所述分级工序v)中的1个工序之前、过程中或之后添加表面活性剂，和/或，在所述造粒工序vi-1)中使水性液体中含有表面活性剂，利用0.9质量％氯化钠水溶液从将所述微粉与所述水性液体混合而得到的造粒凝胶中提取的提取液的表面张力为65mN/m以上。
11.根据权利要求1、2、5中任一项所述的制造方法，其中，在所述造粒工序vi-1)中，多次添加水性液体，并且，利用0.9质量％氯化钠水溶液从将第一次添加的水性液体与所述微粉混合而得到的造粒凝胶中提取的提取液的表面张力为70mN/m以上，在第二次及之后添加的水性液体之中，至少1次含有表面活性剂，并且，利用0.9质量％氯化钠水溶液从添加该含有表面活性剂的水性液体而得到的造粒凝胶中提取的提取液的表面张力为60mN/m以上。
12.根据权利要求2所述的制造方法，其中，在所述造粒凝胶添加工序vi-2)中，所述凝胶粉碎工序ii)后的含水凝胶状交联聚合物的质均粒径相对于所述造粒凝胶的一次颗粒的质均粒径为1倍以上且10倍以下。
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